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Promotionsthema

Ein neuartiger Ansatz zur stückzahlfähigen Variantenfertigung funktionaler Multi-Material-Bauteile besteht in dem Fertigungskonzept der inkrementellen Fertigung. Diese beruht auf dem Grundprinzip einer roboterbasierten Finalisierung von Halbzeugen mittels additiver Verfahren, die sich durch eine hohe Auftragsrate auszeichnen und einer abschließenden subtraktiven Kalibrierung von Funktionsflächen. Die Kombination von additiven Fertigungsschritten mit vorgefertigten Grundkörpern verspricht neben einer Reduktion variantenspezifischer Aufwendungen eine erhöhte Entscheidungsfreiheit beim Bauteildesign, sowie einer vereinfachten Berücksichtigung der Multi-Material-Bauweise. Allerdings haben die Bauteildesignfestlegungen einen stärkeren Einfluss auf die Fertigungsplanung als bei konventionellen formgebundenen Verfahren, wodurch die inkrementelle Fertigungsroute früh und noch detaillierter in die Designfestlegung einfließen muss.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wird somit eine Methode erarbeitet, die eine integrierte Gestaltung variantenflexibler Bauteile und deren Fertigungsrouten ermöglicht und zur konstruktionsmethodischen Beherrschung der inkrementellen Fertigung beiträgt. Im Fokus stehen dabei zunächst die folgenden Forschungsfragen:

• Wie müssen Bauteile segmentiert werden und wie kann dieser Prozess automatisiert werden, damit maximale Vorteile für die variantenflexible Fertigung nach dem inkrementellen Fertigungsansatz resultieren?
• Können Gestaltungs- und Optimierungsmethoden aus dem Bereich monolithischer Bauteile adaptiert werden, um segmentierte Bauteile betrachten zu können?
• Welche Effekte resultieren aus einer segmentspezifischen Optimierung auf die bauteilweite Auslegung?

Candade, Ashwin; Fröhlich, Tim; Hemme, Lars; Huxdorf, Oliver; Redeker, Julian; Schlegel, Frank; Sonnemann, Tjark (2025)  "Flugwindkraftanlage: Prozess- und Werkzeugtechnologien für funktionsintegrierte hybride Bauweisen: Ergebnisse aus dem BMFTR-geförderten Verbundprojekt TechnoHyb". 
[DOI] 10.24355/dbbs.084-202507110648-0

Redeker, Julian; Watschke, Hagen; Wurzbacher, Simon; Kayser, Josias; Hilbig, Karl; Vietor, Thomas; Sezek, Okan; Gayer, Christoph (2025)  "Cost-Efficient Injection Mold Design: A Holistic Approach to Leveraging Additive Manufacturing's Design Freedom Through Topology Optimization".  Applied Sciences, 15 (20), 10923
[DOI] 10.3390/app152010923

Schneider, Felix; Hansen, Sönke; Redeker, Julian; Klose, Glenn Inga; Rohwer, Viktoria; Strube, Martin; Mennenga, Mark; Vietor, Thomas; Völkerink, Oliver; Krinke, Stephan; Herrmann, Christoph; Müller, Martin (2025)  "Novel methodology for the selection and evaluation of R-strategies to support product design for circular economy".  Proceedings of the 6th Product Lifetimes and the Environment Conference (PLATE2025), (6),
[DOI] 10.54337/plate2025-10348

Türke, Louisa; Redeker, Julian; Vietor, Thomas (2025)  "Optimizing Automotive Parts through Circular Economy Indicators".  Procedia CIRP, 136, 636–641
[DOI] 10.1016/j.procir.2025.08.109

Duden, Anna J.; Köhler, Tobias; Peters, Diana; Redeker, Julian; Girkes, Florian; Bergmann, Jean Pierre; Vietor, Thomas (2023)  "Similarity analysis of engineer-to-order parts based on a knowledge graph".  Procedia CIRP, 118, 44–49
[DOI] 10.1016/j.procir.2023.06.009

Hilbig, K.; Nowka, M.; Redeker, J.; Watschke, H.; Friesen, V.; Duden, A.; Vietor, T. (2022)  "Data-Driven Design Support for Additively Manufactured Heating Elements".  Proceedings of the Design Society, 2, 1391–1400
[DOI] 10.1017/pds.2022.141

Redeker, Julian; Vietor, Thomas (2021)  "Structural Optimization for Segment-based Design of Part Candidates For Incremental Manufacturing".  Volume 6: Design, Systems, and Complexity, American Society of Mechanical Engineers
[DOI] 10.1115/IMECE2021-68912
[ISBN] 978-0-7918-8560-4

Redeker, J.; Gebhardt, P.; Reichler, A.-K.; Türck, E.; Dröder, K.; Vietor, T. (2020)  "AUTOMATED PART DECOMPOSITION FOR PRODUCT ARCHITECTURE MODELING".  Proceedings of the Design Society: DESIGN Conference, 1, 2365–2374
[DOI] 10.1017/dsd.2020.144

Redeker, Julian; Gebhardt, Philipp; Vietor, Thomas (2020)  "Algorithm-Based Support for the Redesign of Product Variants".  Volume 6: Design, Systems, and Complexity, American Society of Mechanical Engineers
[DOI] 10.1115/IMECE2020-23794
[ISBN] 978-0-7918-8453-9

Reichler, Ann-Kathrin; Redeker, Julian; Gabriel, Felix; Falke, Fabio Kai; Vietor, Thomas; Dröder, Klaus (2020)  "Combined Design and Process Planning for Incremental Manufacturing".  Procedia CIRP, 93, 927–932
[DOI] 10.1016/j.procir.2020.03.061