Softwaregestützter Produktentstehungsprozess – Einzug der additiven Fertigung in die industrielle Anwendung

In der additiven Fertigung werden Bauteile schichtweise und werkzeuglos gefertigt. Aufgrund dieser Vorteile wecken die additiven Fertigungsverfahren zunehmend Interesse bei Industrie und Forschung. Gleichwohl ist die industrielle Anwendbarkeit bisher begrenzt. So ist die wirtschaftliche Anwendung auf spezielle Branchen wie z.B. die Luft- und Raumfahrttechnik eingeschränkt. Limitierende Faktoren, wie das Nichtvorhandensein anforderungsangepasster Software sowie Methoden zur erfolgreichen Integration der additiven Fertigung im Unternehmen, schränken eine Verbreitung in andere Branchen ein. Um dem entgegen zu wirken sind die Prozessfähigkeit, die Wirtschaftlichkeit sowie die Zuverlässigkeit der Verfahren durch eine ganzheitliche, digitale Unterstützung des Produktentstehungsprozesses (PEP) zu verbessern.

Daher besteht das Kernziel dieses Verbundprojekts in der Mehrzieloptimierung von additiv gefertigten Bauteilen, d.h. die an ein geeignetes, zu ermittelndes Bauteil gestellten Anforderungen und divergierenden Ziele, wie die Belastbarkeit, die Kosten und der Fertigungsaufwand werden im Vorfeld gewichtet und durch ein konstruktionsunterstützendes Softwarewerkzeug automatisch berücksichtigt.

Zur erfolgreichen Lösung des Projektziels werden die Teilschritte des PEP betrachtet. Es gilt Methoden und Werkzeuge zur strategisch-technischen Bauteilauswahl, zur automatisierten und mehrzieloptimierten Bauteilgestaltung sowie zur Bestimmung bauteilorientierter mechanischer Kennwerte zu entwickeln. Weiter werden mehrzieloptimierte Konstruktionsregeln methodisch und experimentell fundiert erarbeitet sowie die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Unternehmensbereiche und der Produktschutz gefördert. Eine Überprüfung der Projektergebnisse erfolgt unablässig anhand von Demonstratoren aus den Bereichen Automobiltechnik, Lebensmitteltechnik sowie dem Maschinen-, Anlagen- und Werkzeugbau.

Die im Projekt erarbeiteten Methoden und Werkzeuge stellen Lösungen zur Identifikation erfolgsversprechender Anwendungsfälle sowie zur Erarbeitung von Konstruktionsregeln oder von mechanischen Kennwerten im eigenen Unternehmen bereit. Diese Methoden und Werkzeuge ermöglichen somit eine Reduktion der Konstruktionszeit und Kosten, eine bessere Kooperation der Unternehmensbereiche untereinander sowie die Entwicklung und Herstellung innovativer Produkte.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

BMBF Förderung

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