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Im Zuge der fortschreitenden Globalisierung und Öffnung der Märkte in Ost-Europa und Südostasien verschärfen sich die Anforderungen an den bayerischen Maschinenbau und im Speziellen den Werkzeug- und Formenbau dramatisch. Insbesondere die Anforderungen hinsichtlich Flexibilität und Herstellkosten sind mit den am Markt verfügbaren Verfahren und Vorgehensweise zur Werkzeugentwicklung und -herstellung zunehmend schwerer zu erfüllen. Neue Technologie- und Maschinenkonzepte für den Werkzeug- und Formenbau sind daher das Thema des Bayerischen Forschungsverbunds Flexible Werkzeugsysteme. Sprecher des Verbunds ist Prof. Dr.-Ing. Michael F. Zäh. Vertreten sind insgesamt drei Lehrstühle der TU München, zwei Lehrstühle aus der Universität Erlangen-Nürnberg, das Bayerische Laserzentrum gGmbH und 35 Industriepartner. Die Koordination dieses Forschungsverbunds obliegt dem iwb.
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In dem vom BMBF geförderten Projekt „Laserunterstütztes Fräsen hochfester Werkstoffe“ ist es das Ziel, ein Fräswerkzeug mit Laser-Freistrahlführung zu entwickeln und für die industrielle Anwendung zu qualifizieren.
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Die Simulation bietet bei der Planung von Produktionssystemen eine wichtige Unterstützung. Sie ermöglicht es, Abläufe im Vorhinein zu testen und somit Fehlentscheidungen zu vermeiden. Sowohl die Forschung als auch die Praxis befasst sich mit der Vereinfachung der Modellerstellung.
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Unter den Metall verarbeitenden generativen Fertigungsverfahren verfügt das EBS über ein umfangreiches Anwendungspotenzial. Besonders die leistungsstarke Energiequelle weist mit ihren äußerst kurzen Ansteuerungszeiten sowohl die Möglichkeit einer präzisen Strahlablenkung als auch von sehr hohen Baugeschwindigkeiten auf. Damit können Bauteile aus verschiedenen Metallen mit besonders vorteilhaften Gefügedichten und Festigkeitswerten hergestellt werden. Jedoch bestehen aufgrund der Energiequelle auch physikalisch bedingte Restriktionen. Das vom Laserstrahl unterschiedliche physikalische Wirkprinzip bedingt eine angepasste Prozessführung.
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Das Verbundvorhaben SimuSint soll im Rahmenkonzept „Forschung für die Produktion von morgen“ einen Beitrag zur effizienten Entwicklung und Optimierung von Verfahren für Direct Metal Fabrication (DMF) leisten. Mit Hilfe moderner Rechnertechnologien werden anwendungsbezogene Simulationsmodelle erstellt, wobei als wesentliche Aspekte die Adaption und Erweiterung etablierter Simulationsmethoden im Bereich der Fertigungstechnik verfolgt werden.
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Die exakte Erfüllung des Kundenwunsches bietet dem Unternehmen den entscheidenden Wettbewerbsvorteil zur Differenzierung vom Wettbewerber. Die Herausforderung besteht hierbei jedoch darin, diesen Kundenwunsch, d.h. die Herstellung kundenspezifischer Produkte, zu vertretbaren Kosten zu bewältigen. Hierfür ist eine hocheffiziente Auftragsabwicklung notwendig.
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Das Indirekte-Metall-Lasersintern (IMLS) ist ein innovatives, generatives Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen oder Werkzeugen. Durch den schichtweisen Aufbau eignet sich das Verfahren insbesondere für komplexe Strukturen, die durch konventionelle Verfahren nur mit bedeutendem Aufwand realisiert werden können.
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Das Ziel des Forschungsvorhabens war eine Erhöhung der Maßhaltigkeit mittels Laser-Sintern hergestellter Bauteile. Hierfür wurde die Prozesskette derart erweitert, dass Informationen aus allen Prozessstufen zentral verwaltet und ausgewertet wurden. Durch die entwickelte Methodik ist es möglich, die Charakteristik eines Laser-Sinter-Systems zu visualisieren sowie nachfolgend eine Vorskalierung bzw. eine Vordeformation von CAD-Daten durchzuführen. Durch Versuchsreihen konnte gezeigt werden, dass die Maßhaltigkeit der Bauteile dadurch anlagenspezifisch gesteigert werden kann.
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Unsere Umwelt zu schützen und die Energieversorgung nachhaltig zu sichern, ist eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. Die individuelle Mobilität spielt dabei eine wichtige ökologische und sozio-ökonomische Rolle. So wird beispielsweise ein Großteil des importierten Erdöls für den PKW-Verkehr benötigt, der allein 14 Prozent aller CO2-Emissionen in Deutschland verursacht.
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ProLiEMo ist ein Verbundprojekt von Daimler und Evonik, welches im Rahmen des Konjunkturpakets II vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Das iwb bearbeitet im Teilprojekt "Automatische Fertigung von Zellen Reel-to-Cell" die automatisierte Handhabung von dünnen Keramikfolien.
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Unternehmen sind heute trotz turbulenter Umfeldeinflüsse gezwungen, langfristige und nur schwer revidierbare Standort- und Allokationsentscheidungen zu treffen. Gerade umfangreiche Investitionen in starre und langlebige Investitionsgüter sind in der Regel als "immobil" anzusehen. Die Zielsetzung des Verbundprojektes ProMotion bestand daher in der Erhöhung der Mobilität von Produktionssystemen und die konsequente Nutzung dieses produktionstechnischen Freiheitsgrades.
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Im Rahmen dieses Forschungsprojektes werden verschiedene Aluminium-Druckgusslegierungen hinsichtlich der Eignung zum Rührreibschweißen untersucht sowie die Randbedingungen, unter denen eine ausreichende Qualität der Schweißnaht erreicht werden kann.
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Neben konventionellen Prozessparametern, wie zum Beispiel die Laserleistung und die Vorschubgeschwindigkeit, haben sich Prozessgase als einflussreicher Faktor auf den Energietransport in Schmelzen beim Wärmeleitungsschweißen erwiesen. In diesem Forschungsprojekt wurde gezeigt, dass die Wirkungsweise von aktiven Prozessgasen durch eine Änderung der Oberflächenspannung beschrieben werden kann und unter welchen Umständen diese Änderung einen Einfluss auf die Nahtgeometrie hat.
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Rührreibschweißen stellt ein attraktives Fügeverfahren dar, niedrigschmelzende Werkstoffe stoffschlüssig zu verbinden, ohne diese aufzuschmelzen. Der Prozess erfordert jedoch hohe Kräfte, die über ein Werkzeug in die Fügepartner eingebracht werden müssen. Ziel des Projektes "RoboFSW" ist es, einen Schwerlastroboter für das Rührreibschweißen zu qualifizieren, um dünnwandige Al-Querschnitte mit nahezu beliebigen Nahtverläufen fügen zu können.
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Für moderne, effiziente Automtaisierungslösungen müssen unterschiedliche Komponenten wie Roboter, Werkzeugmaschinen, Ladeportale und fahrerlose Transportsysteme miteinander kombiniert und steuerungstechnisch verbunden werden. Für den Informationsaustausch zwischen den Komponenten bestehen derzeit keine herstellerübergreifenden Schnittstellenstandards. Daher soll in dem hier beschriebenen Projekt, eine künftige Vereinheitlichung und Standardisierung auf diesem Gebiet erarbeitet werden.
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Das heutige Unternehmensumfeld ist geprägt von gut informierten Kunden, die anspruchsvolle und qualitativ hochwertige Produkte zu immer niedrigeren Preisen fordern. Fabriken müssen daher künftig in der Lage sein, im globalen Wettbewerb individuelle Kundenwünsche schnell und günstig zu erfüllen.
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Die effiziente Nutzung der dynamischen Entwicklung von Produktionstechnologien ist nur schwer beherrschbar. Die Dynamik resultiert aus den unterschiedlichen Innovationszyklen, denen Produktionstechnologien unterliegen. Das Teilprojekt B3 des Sonderforschungsbereichs 768 befasst sich vor diesem Hintergrund mit der Planung aktuell und zukünftig verfügbarer Technologieketten.
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