Der demographische Wandel und das damit verbundene Bevölkerungswachstum in Großstädten erschweren zunehmend die Schaffung bezahlbaren Wohnraums. Einen Ansatz zur Entspannung der Wohnungsnot in Großstädten stellt die Modulare Gebäudenachverdichtung dar. Die in diesem Kontext vorherrschenden Rahmenbedingungen werden durch begrenzt verfügbare Flächen und eine komplexe Infrastruktur charakterisiert. Der folgende Beitrag beschreibt das geplante Vorgehen zur Entwicklung einer Methode zur Organisation und Steuerung von Baustellenprozessen in der Modularen Gebäudenachverdichtung mit dem Ziel, derartige Bauprojekte aufwandsarm sowie effizient planen und durchführen zu können.
Urbanisierung, demographischer Wandel, Baustellen, Bauprojekte, Produktionsplanung und -steuerung
Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1153 "Tailored Forming" der Deutschen Forschungsgemeinschaft werden im Teilprojekt B1 am IPH Untersuchungen zum Querkeilwalzen an hybriden Halbzeugen durchgeführt. Diese Veröffentlichung diskutiert die Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich der Fügezone hybrider Halbzeuge und deren umformtechnisches Verhalten während des Querkeilwalzens. Die Form, Lage und Verschiebung der Fügezone hybrider Halbzeuge aus Aluminium und Stahl wird hierbei abhängig von verschiedenen Walzparametern wie Temperatur, Geschwindigkeit und Werkzeuggeometrie betrachtet. Die Untersuchungen wurden sowohl simulativ als auch experimentell durchgeführt.
Tailored Forming, Querkeilwalzen, Umformtechnik, Aluminium, Stahl
Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1153 "Tailored Forming" der Deutschen Forschungsgemeinschaft werden im Teilprojekt B1 am IPH Untersuchungen zum Querkeilwalzen an hybriden Halbzeugen durchgeführt. Diese Veröffentlichung diskutiert die Möglichkeiten der Umformung von Hartwerkstoffen wie 100Cr6, Stellite und Delcrome im Rahmen des Tailored Formings. Hierfür wurden von Teilprojekt A4 hybride Halbzeuge aus C22.8 und den verschiedenen Hartwerkstoffen mittels Auftragschweißen hergestellt und anschließend vom Teilprojekt B1 mittels Querkeilwalzen umgeformt. Es zeigt sich, dass die Umformung hybrider Hartwerkstoffhalbzeuge mittels Querkeilwalzen möglich ist und gute Ergebnisse liefert.
Tailored Forming, Querkeilwalzen, Hartwerkstoffe, PPA
Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1153 "Tailored Forming" der Deutschen Forschungsgemeinschaft werden im Teilprojekt B1 am IPH Untersuchungen zum Querkeilwalzen an hybriden Halbzeugen durchgeführt. Diese Veröffentlichung diskutiert die Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich der Temperatur- und Geometriemessung von schmiedewarmen Halbzeugen und Bauteilen mittels optischer Messtechnik. Hierfür hat das Teilprojekt C5 des Instituts für Mess- und Regelungstechnik der Leibniz Universität Hannover eine geeignete Messtechnik entwickelt und hinsichtlich der Anforderungen an Tailored Forming Bauteile angepasst, um auch verschiedene Werkstoffpaarungen messen zu können. Die Ergebnisse der Simulation werden mit den Ergebnissen der Umformversuche, ermittelt durch das in dieser Arbeit beschriebene Messverfahren, verglichen. Das Ziel ist es, am Beispiel des Querkeilwalzprozesses, Erwärmungsstrategien und Prozessparameter zu verbessern, um stabile Fertigungsschritte für Tailored Forming Bauteile zu ermöglichen.
Tailored Forming, Querkeilwalzen, Umformtechnik, Aluminium, Stahl, Optische Messtechnik
Das Institut für Integrierte Produktion Hannover entwickeltet Prozesstechniken zum gleichzeitigen Umformen und Fügen artungleicher Werkstoffe. Sie sollen in Zukunft beispielsweise Blech-Massivteil- und Stahl-Aluminium-Verbindungen ermöglichen. Dies erweitert die Möglichkeiten für kosteneffiziente Multimaterialbauweisen im Automobil.
Schmieden, Hybrid, Folgeverbund
In den derzeitigen Ansätzen der Fabrikplanung werden im Prozess der Layoutplanung die Einflüsse von Transportsystemen nicht berücksichtigt. Die Transportmittelauswahl sowie die Transportnetzplanung findet nachgelagert zur Layoutplanung statt. Die Betrachtung der Auswirkungen, die aus der Transportsystemauswahl auf die Gestaltung des Fabriklayouts resultieren, erfolgt somit erst zum Ende des Fabrikplanungsprozesses. Die Selektion bestimmter Transportsysteme kann demzufolge umfangreiche Anpassungen am Layout nach sich ziehen. In diesem Beitrag wird ein Konzept für ein Experten- system aufgezeigt, welches neben der Transportsystemauswahl auch die Transportnetzplanung in den Prozess der Layoutplanung einbindet. Das Expertensystem soll auf Basis von Fuzzy Logic das Expertenwissen zur Auswahl von Transportsystemen interpretieren und das spätere Fabriklayout, ebenso wie die Transportnetze, auf Grundlage von definierten Eingangsdaten automatisiert generieren.
Fabrikplanung, Layoutplanung, Transportsysteme, Fuzzy Logic
Die Additive Fertigung - auch als 3D-Druck bezeichnet - umfasst Fertigungsverfahren, bei denen ein Bauteil in der Regel schichtweise aufgebaut wird. Dieser Artikel beschreibt Chancen, Hürden und den aktuellen Entwicklungsstand der Additiven Fertigung.
Additive Fertigung, 3D-Druck
Werkzeugverschleiß ist für Schmiedeunternehmen von großer wirtschaftlicher Relevanz. Neben den Instandhaltungskosten fallen ebenfalls Kosten für verschleißabhängige Ausschussteile an. Im Zuge des Forschungsprojektes „Verfahren zur kostenoptimalen Losgrößenbildung unter Berücksichtigung des Verschleißes von Schmiedewerkzeugen“ wurde eine Methode zur Ermittlung bauteilindividueller Kostenfunktionen in Abhängigkeit des Verschleißes entwickelt. Die Methode ermöglicht die Bestimmung einer Losgröße, mit der eine maximale Kosteneinsparung erzielt werden kann.
Losgrößenbildung, Werkzeugverschleiß, Methode, Softwaredemonstrator, Schmiedewerkzeuge
Durch den Einsatz digitaler Werkzeuge im Fabrikplanungsprozess kann die Planungsqualität verbessert und die Projektdauer signifikant verkürzt werden. Um diese Potenziale ausschöpfen zu können, muss im gesamten Planungsprozess eine Datendurchgängigkeit gewährleistet werden. In diesem Beitrag werden, am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) eingesetzte, digitale Fabrikplanungswerkzeuge vorgestellt sowie deren Einsatzmöglichkeiten und Anforderungen diskutiert.
digitale Fabrikplanung, Fabrikplanungsprozess, Datendurchgängigkeit, digitale Werkzeuge
Die Forschung am Standort Hannover im Bereich Maschinenbau hat Praxisrelevanz. Damit die Vermittlung der Forschungsergebnisse von den Hochschulinstituten in die Industrie gelingt, gibt es zwei besondere Einrichtungen, die als Vermittler wirken: die IPH gGmbH und die TEWISS GmbH. Während am IPH ebenfalls geforscht wird und die Wissenschaftler aus den Forschungsprojekten Beratungs- und Qualifizierungsmaßnahmen für Unternehmen ableiten, setzt TEWISS die Forschung aus den Instituten direkt um, zum Beispiel in Form von Sondermaschinenbau.
Forschung, Ausgründung, Wissenstransfer
Für die effiziente Herstellung komplexer Geometrien werden häufig mehrstufige Prozessketten eingesetzt. Diese bestehen aus einer homogenen Bauteilerwärmung, einer oder mehrerer Vorformstufen und dem Fertigschmieden. Mittels inhomogen erwärmter Rohteile sollen die Prozessketten vereinfacht oder verkürzt werden. Dies soll erreicht werden, indem mehrere, klar definierte Temperaturfelder eingestellt werden, in denen unterschiedliche Fließspannungen vorliegen. Diese können den Stofffluss beeinflussen und die Herstellung komplexer Formen erleichtern.
Inhomogene Erwärmung, Massivumformung, Vorformverfahren
Durch die Automatisierung von Prozessschritten kann Additive Fertigung in industrielle Wertschöpfungsketten eingebunden werden. Am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH wird eine Prozesskette aufgebaut, die 3D-Drucker und Montagestationen automatisiert verkettet.
3D-Druck, Additive Fertigung, Automatisierung
Die Auswahl eines Lager-, Kommissionier- und Transportsystems erfolgt in Zeiten der Industrie 4.0 oftmals auf Grundlage der Automatisierung, die diese Systeme mit sich bringen. Doch welchen Grad an Automatisierung ein solches System vorweist, ist schwer zu beurteilen. In dieser Arbeit werden zunächst allgemeine Ansätze zur Bestimmung der Automatisierung vorgestellt. Anschließend wird die entwickelte Methode zur Bestimmung des Automatisierungsgrads dieser Systeme erläutert.
Automatisierungsgrad, Lager-, Kommissionier und Transport-systeme, Lagerplanung, Logistik
Massivumgeformte Bauteile werden in vielen Anwendungen im Automobil- und Anlagenbau verwendet. Die Bedingungen unter denen die Bauteile hergestellt werden, häufig bei mehr als 800 °C und tausenden Tonnen Umformkraft, führen jedoch zu einem hohen Gesenkverschleiß. Eine Möglichkeit zur Verminderung des Verschleißes besteht im Einsatz von geeigneten Schutzschichten. Erste Grundlagenuntersuchungen haben die Möglichkeit aufgezeigt, mit dem Einsatz von harten Diamond-like Carbon (DLC)-Verschleißschutzschichten die tribologischen Effekte auf der Gesenkoberfläche deutlich zu reduzieren. Mit neuen Methoden wie beispielsweise dem Einsatz von Multilagenschichten und einer Temperaturmessung mittels Dünnschichtsensoren soll das Potenzial des Verschleißschutzes für die Halbwarmmassivumformung untersucht und ausgebaut werden.
DLC , Halbwarmmassivumformung, Verschleiß
Im Outdoorbereich sind Drohnen inzwischen regelmäßig im Einsatz. Doch die Fluggeräte können mehr, zum Beispiel präzise die Layoutdaten einer Produktionshalle digital erfassen und zu dokumentieren. Darüber hinaus kann mithilfe von Punktwolkenverarbeitungsalgorithmen eine Planung direkt im digitalen Modell ermöglicht werden. Die Kombination dieser beiden Schritte soll die Planung für produzierende Unternehmen beschleunigen und effizienter gestalten.
Drohne, Layoutscan, Produktionsplanung, Digitalisierung
In einem Aluminium (Al)-Schmelzofen sind der Füllstand des Schmelzbades und die Oxidschichtmenge mit Kontaktsensoren nicht überwachbar, da das Schmelzbad aufgrund der hohen Haltebereich-Temperaturen von über 600°C nicht zugänglich ist. Deshalb wird ein Online-Überwachungssystem des Aluminium-Schmelzbades mithilfe optischer Sensoren erforscht. Dafür wird das Schmelzbad mit geeigneten optischen Messsystemen identifiziert. Schließlich werden durch Bildanalyse-Algorithmen die Höhenänderung der Schmelze herausgearbeitet. Zudem werden Oxidschichten im Ofen auf der Badoberfläche mithilfe der Algorithmen detektiert.
Aluminium-Schmelzofen, Schmelzbadüberwachung, Oxidschicht
Die Layoutaufnahme und Layoutauswertung stellen bei Fabrikplanungsprojekten einen hohen Aufwand dar, da sie durch manuelle Prozesse geprägt sind. Mit dem Einsatz von Drohnen und automatisierten Auswertealgorithmen sollen diese Prozesse beschleunigt und verbessert werden. Durch diesen Beitrag wird das steigende Digitalisierungsbedürfnis in der Industrie aufgegriffen und erste Ansätze für die digitale Aufnahme und Weiterverarbeitung eines Fabriklayouts aufgezeigt. Der Schwerpunkt liegt in dem Einsatz einer Drohne innerhalb eines Fabrikgebäudes und der Aufbereitung von dreidimensionalen Punktwolkenmodellen für Fabrikplanungsprozesse.
Drohne, Fabrikplanung, 3D-Fabriklayout, Objekterkennung
Für die Etablierung innovativer Fertigungsprozesse sind gleichbleibende Ergebnisse bei möglichst hohen Standmengen von hoher Bedeutung. Bei der Verwendung von Schieberwerkzeugen in mehrdirektionalen Schmiedeprozessen hat bislang eine Standmengenermittlung nicht stattgefunden. Zur industriellen Umsetzung von Schieberwerkzeugen soll der Einfluss unterschiedlicher Prozessparameter auf die resultierende Standmenge ermittelt und eine Konstruktionsrichtlinie zur Standmengenerhöhung erstellt werden.
Mehrdirektionales Schmieden, Standzeitoptimierung, Konstruktionsrichtlinie, Werkzeugbau
Die CO2-Emission der Logistikbranche und die resultierende Umweltbelastung sind als fortlaufend ansteigend zu konstatieren. Steigende Kosten für Energie und Ressourcen, erhöhte Sensibilität der Kunden, veränderte Gesetzesgrundlagen und der bevorstehende Klimawandel zwingen produzierende Unternehmen zu ökologieorientiertem Umdenken. Die fehlende Kenntnis über Wirkzusammenhänge, quantitative Auswirkungen von Maßnahmen und der Parameterausprägung hindern insbesondere KMU an der Umsetzung. Ein ganzheitliches ökologisch-logistisches Wirkmodell mit softwaretechnischer Umsetzung kann KMU dabei helfen, ihr Potenzial auszuschöpfen. Anforderungen an das Modell und grundlegende Beziehungen von logistischen Parametern zu ökologischen Zielgrößen werden in dieser Veröffentlichung vorgestellt.
KMU, Logistik, Ökologie
Seit 2015 arbeitet das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum "Mit uns digital!" daran, die Wirtschaft in Niedersachsen und Bremen mit Digitalisierung fit zu machen für die Zukunft. Jetzt geht die Förderung in die zweite Runde.
Digitalisierung, Industrie 4.0, Mittelstand, KMU
