Fakultätsschwerpunkt Smart Engingeering
Relevante Forschungsaktivitäten
Am Lehrstuhl für Fertigungstechnik wird seit 1998 intensiv an der Weiterentwicklung und Optimierung der additiven Fertigungsverfahren und deren Anwendungsmöglichkeiten geforscht. Die einzelnen Aktivitäten beleuchten sowohl einzelne Teilbereiche der additiven Prozesskette, als auch prozesskettenübergreifende und anwendungsrelevante Aspekte zur zielführenden Überführung grundlegender Erkenntnisse in die industrielle Praxis. Im Bereich der metallverarbeitenden Verfahren konzentrierten sich die jüngsten Aktivitäten u.a. auf die prozessgerechte Auslegung und Fertigung von Medienführungskanälen und definiert porösen Strukturen, welche in Komponenten von Gasturbinen zur Steigerung der Energieeffizienz und Reduzierung der Schadstoffemissionen beitragen können. Die Qualifizierung weiterer und neuartiger Werkstoffe für die ressourcenschonende, additive Verarbeitung von Metallen und Kunststoffen zählt ebenso zu den abgeschlossenen und laufenden Aktivitäten wie die Bestimmung des mechanisch-technologischen Eigenschaftsprofils der hergestellten Bauteile und die Erstellung von Konstruktionsrichtlinien. Zur Reduzierung der Prozessabbruchquote wurde zudem in den letzten Jahren an bildgebenden und sensorbasierten Lösungen zur Prozessüberwachung gearbeitet. Auf dem Gebiet der kunststoffverarbeitenden Laser-Sinter-Verfahrens wird darüber hinaus durch Einstellung robuster Prozessbedingungen an der Etablierung der Verfahren für die Serienfertigung gearbeitet.
Darüber hinaus wird am Lehrstuhl Fertigungstechnik seit 2009 an Mensch-Maschine-Interaktionen bei der Durchführung manueller Montageprozesse geforscht. Insbesondere stehen hier nutzerzentrierte Assistenzsysteme im Fokus der Aktivitäten, die mittels Schnittstellen zur Robotik und zu ERP-Systemen einen wirtschaftlichen Beitrag zur Bewältigung manueller Tätigkeiten in der industriellen Praxis leisten.
Projekte und Kooperationen
Die laufenden Vorhaben werden von der DFG, dem BMBF und der AiF gefördert. In einem laufendem DFG Vorhaben werden derzeit, in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Konstruktion und Kunststoffmaschinen der UDE, neuartige Prozessketten und zur Fertigung von additiv hergestellten Extrusionswerkzeugen erarbeitet. Ein weiteres laufenden DFG Projekt, welches in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Umformtechnik der TU Dortmund durchgeführt wird, werden die wirtschaftlichen und technologischen Potenziale einer Verfahrenskombination aus der additiven Fertigung von Sandwichblechen und einer nachgelagerten Umformung ergründet. Im Bereich der Ressourcenschonung konnten insbesondere die AiF-Projekte „Ressourcenschonende Kleinserienproduktion durch Kunststoff-Laser-Sintern - Stabilisierung der Langzeiteigenschaften von laser-gesinterten Bauteilen (LZE-LS) I + II sowie das DBU-Projekt „Verwendung von Biopolymerwerkstoffen zur ökologischen Prozessoptimierung des Laser-Sinterns“ (BiPol) eingeworben werden. Im Rahmen bilateraler Vorhaben erfolgt zudem eine enge Kooperation mit der Industrie aus den Bereichen Automobil (Daimler, BMW) und Luftfahrt (MTU, Airbus, Alstom).
Im Bereich der Montagetätigkeit ist das vom Ministerium für Arbeit, Integration und Soziales NRW, sowie von der Stiftung Wohlfahrtspflege NRW geförderte Projekt „Match- Inklusion trifft Industrie 4.0“ Entwicklung eines Matching-Tools für Menschen mit Behinderung zur Teilhabe am ersten Arbeitsmarkt erwähnenswert. Im Rahmen industrielle Vorhaben erfolgt eine enge Kooperation mit Partnern aus dem Logistik- und dem Montagebereich.
Ausstattung
Der Lehrstuhl verfügt über verschiedenste additive Fertigungsanlagen (5 Laser-Sinter Anlagen, 3 Laser-Strahlschmelzanlagen, 1 FLM-Anlage). Zusätzlich gehören insgesamt vier unterschiedliche Robotersysteme und ein Montagefließband mit eingebetteten Arbeitsplätzen zur Grundausstattung.
Fünf ausgewählte Publikationen oder Patente
[1] Reinarz, B., Sehrt, J., Witt, G, Deiss, O, van Kampen, J, Münzer, J, Ott, M, Optimization of media feed channels in Laser Beam Melting, American Society of Precision Engineering (ASPE), 2014 Spring Topical Meeting Volume 57, pp. 13 - 18)
[2] F.-K. Benra, H. J. Dohmen, S. Clauss, J. Sehrt und G. Witt, „Flow characteristics of porous metal structures for specified permeability manufactured by laser beam melting technology,“ in IMECE2014, Montreal, Canada, 2014.
[5] Wegner, A.; Witt, G.: Optimale Energieeinträge für die Verarbeitung unterschiedlicher kommerzieller Polyamid 11 und 12-Pulver sowie eines neu entwickelten Polyethylen-Pulvers beim Laser-Sintern, In: Neue Entwicklungen in der Additiven Fertigung - Beiträge aus der wissenschaftlichen Tagung der Rapid.Tech 2015, Berlin Heidelberg, Springer Vieweg Verlag, S. 43-61, 2015.