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DFG IML

Modellbasierte Bauteilauslegung und Prozessplanung für die Herstellung von Multi-Material-Bauteilen durch inkrementelle Fertigung

Laufzeit: 01/2018 bis 12/2020

Eine wirtschaftliche Variantenbildung von Produkten ist eine Notwendigkeit, die sich aus der kosten-, material- oder generell ressourceneffizienten Umsetzung der vom Markt geforderten Produkt- und Variantenvielfalt ableitet. Eine hohe Wirtschaftlichkeit und Produktivität in der Großserienfertigung von Bauteilen komplexer Geometrie wird klassisch durch das Prinzip formgebundener Verfahren erreicht, in der die Bauteilgeometrie integral durch die formgebende Werkzeuggeometrie definiert wird (Beispiele: Spritzgießtechnik, umformende Verfahren).

 

 

DFG IML

Die Folge der immer weiter zunehmenden Produktdifferenzierung mit folglich steigender Variantenvielfalt ist jedoch eine abnehmende Stückzahl je Produktvariante, wodurch die variantenspezifischen Investitionen für formgebundene Fertigungsprinzipien sowie die losspezifischen Rüstkosten steigen und die Wirtschaftlichkeit erheblich sinkt. Um dem steigenden Individualisierungsdruck volumenfähiger Produktionsansätze zu begegnen, sind grundlegende neue Fertigungskonzepte erforderlich, die zu einer signifikanten Reduktion variantenspezifischer Aufwendungen gegenüber heutigen formgebundenen Verfahren bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ausreichenden Stückzahlfähigkeit führen.

Ein Lösungsansatz hierfür stellt das "Incremental Manufacturing" dar. Das grundlegende Fertigungsprinzip ist die roboterbasierte (und damit geometrieflexible) schrittweise additive Finalisierung von vorgefertigten Grundkörpern (Halbzeuge, z.B. Bleche, Profile) mit hoher Auftragsrate und abschließende subtraktive Kalibrierung von Funktionsflächen. Dieses neue Fertigungskonzept soll einerseits neue Wege zur volumenfähigen Variantenfertigung aufzeigen, wirft aber aufgrund des hohen Freiheitsgrades grundlegend neue Fragestellungen der Produkt- und Prozessgestaltung auf.

Gegenstand des Forschungsprojekts ist daher die Erarbeitung einer Methode zur integrierten Bauteil- und variantenflexiblen Prozessgestaltung zur Konzeption und Fertigung nach dem Grundprinzip des neuen Fertigungsansatzes. Die Verknüpfung von Konstruktionsprinzipien für die "teiladditiv" gefertigten materialhybriden Strukturen und die Identifikation von geeigneten Fertigungsstrategien und -abfolgen beim "Incremental-Manufacturing" in einem integrierten Vorgehen ist eine zwingende Voraussetzung für eine zukünftige Nutzbarmachung des Verfahrens.

 


Projektpartner

Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)

 


Ansprechpartner

Julian Redeker
Raum: 2.51 / OHLF Open Hybrid LabFactory
j.redeker(at)tu-braunschweig.de
Mitarbeiterprofil

 

Prof. Dr.-Ing. Thomas Vietor
t.vietor(at)tu-braunschweig.de
Mitarbeiterprofil

Förderhinweis

Deutsche Forschungsgemeinschaft

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