Forschungsprojekte

SFB/TRR 298 Sicherheitsintegrierte und infektionsreaktive Implantate

  • Gewebeschonende Entfernung von Hüft- und Knieendoprothesen
    Die Lockerung von Hüft- und Knieendoprothesen bleibt die Hauptursache für Revisionsoperationen. Das Ziel des Projektes ist es, Strategien für eine induktive Implantaterwärmung und -entfernung zu entwickeln, um das konventionelle knochenzerstörende Ausmeißeln bei Revisionsoperationen zu vermeiden. Dazu muss ein numerisches Modell für den induktiven Erwärmungsprozess entworfen und validiert werden, um die Wechselwirkungen der Implantate mit realen Geweben zu berücksichtigen.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG - SFB/TRR 298 TP A08
    Laufzeit: 01.07.2021 - 30.06.2025
  • Aktive Stimulus-responsive Implantate
    Die Behandlung von Periimplantitis ist eine der größten Herausforderungen in der modernen Zahnmedizin. Ziel des Teilprojekts B04 ist es daher, ein aktives, auf Reize reagierendes Implantatsystem zu entwickeln, das im Falle einer Infektion des periimplantären Gewebes vom behandelnden Arzt ohne direkten Kontakt mit dem Implantat gesteuert werden kann. Bei Aktivierung dieses Implantatsystems sollen die im Implantat gespeicherten antibakteriellen Wirkstoffe über ein Kanalsystem in der Implantatoberfläche mittels einer im Implantatkörper befindlichen Mikropumpe in das umliegende Gewebe freigesetzt werden. Das Hauptziel in der 1. Förderperiode ist die Entwicklung eines geeigneten Werkstoffs für dünnwandige Implantatkörper auf der Basis von biokompatiblen Niob-Zirkonium-Legierungen.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG - SFB/TRR 298 TP B04
    Laufzeit: 01.07.2021 - 30.06.2025
  • Sensorische Cochlea-Elektrode: Sensorische Sicherheit durch Erkennung kritischer Prozesse an der Elektroden-Nerven-Schnittstelle
    Cochlea-Implantate (CI) können auch nach Jahren guter Funktion aufgrund von Korrosionsreaktionen der Platinelektroden versagen. Im Teilprojekt A05 sollen die kritischen Vorgänge an der Elektroden-Nerven-Grenzfläche erkannt und analysiert werden, um korrigierende Maßnahmen einleiten zu können und damit ausfallsichere CIs zu erreichen. Der Grundgedanke ist, dass durch die frühzeitige Erkennung von toxischen Prozessen (z.B. Freisetzung von Pt-Ionen) unerwünschte Zellreaktionen vermieden werden können. Die Platinelektroden sollen dazu dienen, die Veränderungen des Phasengrenzflächenzustandes zu erkennen. Um darüber hinaus pathologische Veränderungen in der Perilymphe als Folge von Abbauprozessen festzustellen, sollen zusätzliche Goldelektroden als Sensoren integriert werden, die mit speziellen Beschichtungen versehen werden.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG - SFB/TRR 298 TP A05
    Laufzeit: 01.07.2021 - 30.06.2025

Blechumformung

  • Methode zur modellgetriebenen Konstruktion von Tiefziehwerkzeugen
    Verbesserung der Produktentwicklungsprozesse von komplexen technischen bzw. mechatronischen Systemen durch die Entwicklung der Methodik namens Model-Based Systems Engineering (MBSE).
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
  • Dynamische Prozesskräfte
    Verbesserung von kombinierten Scherschneid- und Ziehprozessen durch Aufbringen dynamischer Prozesskräfte im Krafthauptfluss der Maschine
    Jahr: 2017
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB TR-73 - A7
  • Einsatz lufthärtender Chromstähle zur Herstellung höchstfester dünnwandiger Blechformteile
    Zur Weiterentwicklung des Leichtbaus im Automotive-Sektor werden Strukturbauteile mit höchster Festigkeit und hinreichender Dehnbarkeit gefordert. Daher befasst sich dieses Forschungsvorhaben mit der Abbildung einer Prozesskette für die Warmumformung und das Anlassen dünnwandiger Blechformteile aus lufthärtenden kohlenstoffmartensitischen Chromstählen. Neben der Ermittlung grundlegender Prozessparameter zur Erlangung optimaler Bauteilparameter werden zudem wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt um das Potential dieser Werkstoffklasse herauszustellen.
    Jahr: 2017
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19412N
  • Lokale Werkstoffbeeinflussung beim Formhärten zur Verbesserung der Fügbarkeit von Bauteilen aus 22MnB5
    Das Forschungsziel bestand darin, die Fügbarkeit von formgehärteten Bauteilen aus 22MnB5 durch die gezielte Einbringung von lokalen Ausdünnungen und der Bildung von deformationsinduziertem Ferrit (DIF) zu erweitern. Hierfür wurde zu Beginn des Projekts, zur Ermittlung des Prozessfensters für die Bildung von DIF, der Einfluss der Umformtemperatur, des Umformgrads und der Abkühlgeschwindigkeit auf die Mikrostruktur von 22MnB5 an einem Umformdilatometer untersucht. Im Anschluss an diese Versuche wurden metallographische Analysen sowie Mikrohärtemessungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Dilatometerversuche haben gezeigt, dass der Umformgrad die DIF-Bildung von 22MnB5 positiv beeinflusst. Mit steigendem Umformgrad konnte ein höherer DIF-Anteil ermittelt werden. Jedoch ist hier zu erwähnen, dass die ermittelten Ergebnisse am Umformdilatometer durch eine reine isotherme Umformung entstanden, welche in industriellen Anwendungen mit herkömmlichen Pressen nicht realisierbar sind. Die Versuche haben ebenfalls gezeigt, dass die Entstehung von DIF zwischen einer Umformtemperatur von 600 °C und 750 °C stattfindet. Dadurch werden Bereiche im Bauteil, welche keine Umformung erfahren maximal gehärtet, während die umgeformten (geprägten) Bereiche eine Härtereduzierung aufweisen.
    Jahr: 2018
    Förderung: IGF-Vorhaben: 19797 BG
  • Umformthermofügen von Metall & FVK mit isothermen Werkzeugen
    Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird ein einstufiges Umformfügeverfahren entwickelt, in dem mittels isothermer Werkzeuge Strukturbauteile in einem Schritt umgeformt und zusatzstofflos thermisch gefügt werden. Die Temperatur des Umformwerkzeuges bleibt über den gesamten Prozess hinweg konstant unter der Entnahmetemperatur des umzuformenden Bauteils. Die Entnahme des Bauteils kann somit unmittelbar nach dem Umformfügeprozess und dem Erstarren des Thermoplasts erfolgen. Eine aufwendige und vor allem träge variotherme Prozessführung oder das Aushärten von Klebstoffen entfällt. Die Einbringung der Wärmeenergie, die zum lokalen Aufschmelzen der Thermoplastoberfläche in der Fügezone benötigt wird, erfolgt durch eine vom Umformfügeprozess vollständig entkoppelte Erwärmung der Metallbleche im Ofen
    Jahr: 2018
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19560N
  • Selektiv thermisch oxidierte Werkzeugoberflächen im Einsatz beim trockenen Tiefziehen
    Erzeugung und Bewertung von thermisch oxidierten Werkzeugoberflächen als reibungsarme Trennschichten für die Trockenumformung
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244930530
  • Tailored Tempering von 7xxx-Aluminiumlegierungen
    Die mechanischen Eigenschaften kupferhaltiger Aluminiumlegierungen sind sensitiv hinsichtlich der Abschreckgeschwindigkeit nach dem Lösungsglühen. Dieser Effekt kann genutzt werden, um Bauteile mit partiell unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen. In diesem Projekt soll daher eine Möglichkeit zur partiellen Einstellung der mechanischen Eigenschaften ermittelt werden. Des Weiteren wird die Umformbarkeit dieser Legierungen bei Raumtemperatur untersucht.
    Jahr: 2018
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 20190N
  • Erzeugung von Bereichen mit reduzierter Festigkeit an formgehärteten Bauteilen mittels einer Temperierungsstation
    Im Forschungsprojekt werden gezielt lokal variierende mechanische Eigenschaften an formgehärteten Bauteilen mittels einer dem Ofenprozess nachgeschalteten Temperierungsstation erzeugt. Mit Hilfe der Temperierungseinheit kann eine zuvor vollständige erwärmte Platine in bestimmten Bereichen abgekühlt werden, um in diesen eine diffusionsgesteuerte bainitische Gefügeumwandlung mit einer erhöhten Duktilität hervorzurufen.
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313453754
  • Erweiterung des Clinchens von Druckgussbauteilen
    Um das Verfahren Clinchen, mit seiner Vielzahl an positiven Eigenschaften, als stabiles Fügeverfahren für Druckgussanwendungen bereitstellen zu können, soll in dem geplanten Forschungsvorhaben die Machbarkeit erweitert werden. Dazu ist es vorgesehen in diesem Projekt den Druckgusswerkstoff hinsichtlich des Fügeprozesses anzupassen und somit „clinchbar“ zu machen ohne Verluste in den mechanischen Eigenschaften hinnehmen zu müssen. Weiterhin soll für das Fügeverfahren eine serientaugliche Prozesstemperierung entwickelt und validiert werden, wodurch das Formänderungsvermögen des Druckgusswerkstoffs kurzzeitig durch verbesserte Fließeigenschaften positiv beeinflusst wird.
    Jahr: 2018
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 20279N
  • Tiefziehen mit integrierter Flanscheinzugssensorik in Dünnschichttechnik
    Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbesserung der Qualität von Ziehteilen durch den Einsatz eines Flanscheinzugssensors. Im Rahmen der Forschungsarbeit wird daher ein induktives Sensorsystem zur Messung des Flanscheinzugs entwickelt und erprobt. Diese induktive Sensorik ermöglicht die gezielte Regelung des Materialflusses über eine aktive Anpassung der Niederhaltekraft.
    Jahr: 2019
    Förderung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – Fördernummer 20468N
  • Prozessstabilität bei der Organoblechumformung durch wärmeisolierende Werkzeugbeschichtungen
    Auf Grund des schnellen Temperaturverlustes bei Werkzeugkontakt ist das Prozessfenster bei der Organoblechumformung sehr eng begrenzt. Bei der Herstellung insbesondere komplexer Bauteile ist die Endkonsolidierung oft unzureichend. In diesem Projekt soll daher eine wärmeisolierende Werkzeugbeschichtung entwickelt werden, die eine Erstarrung des Organoblechs verzögert.
    Jahr: 2019
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 20215N
  • Verbesserung der Versagenscharakteristik von hochfesten Stahlblechwerkstoffen durch Kopplung von Messsystemen zur optischen Formänderungsanalysen mit der Schallemissionstechnik
    Im Forschungsprojekt wird eine Methode entwickelt, die eine rechtzeitige Erfassung der kritischen Schädigungsakkumulationsrate sowie Rissinitiierung bei der Versagenscharakterisierung von hochfesten Stahlblechwerkstoffen mittels der Schallemissionstechnik gekoppelt mit bildgebenden Verfahren ermöglicht.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 385276585
  • HyFiVe – „Großserienfähige Variantenfertigung von Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen“
    In Kooperation mit vier Industrieunternehmen sowie drei weiteren Forschungseinrichtungen wird im Rahmen dieses Verbundprojektes eine Bauteil- und Prozessstrategie zur großserienfähigen Variantenfertigung von Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen entwickelt. Als Anwendungsbeispiel dient hierbei die Herstellung einer Batteriegehäusestruktur für den Automobilbau.
    Jahr: 2020
    Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Prozessintegrierte Schmierung im Folgezug
    Das Ziel des Projekts besteht darin, durch eine gezielte Schmierung hochbelasteter Bereiche im Tiefziehprozess Schmiermittel einzusparen. Hierfür werden Schmierkanäle in einer additiv hergestellten Werkzeugmatrize vorgesehen, mit deren Hilfe lokal Schmiermittel auf das Halbzeug aufgebracht werden kann. Der Fokus liegt hierbei auf einer Entwicklung additiver Fertigungsprozesse, einer Einsparung von Schmierstoffen in Ziehprozessen und einer Optimierung der Bauteilqualität.
    Jahr: 2021
    Förderung: Europäische Forschungsgemeinschaft für Blechbearbeitung EFB, Fördernummer: 21586N

Massivumformung

  • Herstellung komplexer Geometrien aus partikelverstärkten Stahlwerkstoffen durch Pulverpressen mit anschließendem Thixoschmieden
    Innerhalb des Forschungsprojektes werden zwei komplexe Bauteilgeometrien mittels Thixoschmieden hergestellt. Hierbei sollen die prozessspezifischen Vorteile der Pulvermetallurgie gezielt ausgenutzt werden, indem pulvermetallurgische Halbzeuge mit partieller Partikelverstärkung gefertigt werden. Auf diese Weise können komplexe Bauteile mit lokal angepassten Materialeigenschaften in einem Umformschritt hergestellt werden, die dem Beanspruchungsprofil im Betrieb besser entsprechen.
    Jahr: 2015
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 147785650
  • Warmmassivumformung von partiell partikelverstärkten Sinterbauteilen
    Innerhalb des Forschungsprojektes werden das Umformverhalten sowie die mechanischen Werkstoffeigenschaften von partiell partikelverstärkten Halbzeugen grundlegend untersucht. Hierzu werden rotationssymmetrische Halbzeuge mit einer konzentrischen Schichtanordnung aus Aluminium und einem MMC (Aluminiumpulver + keramische Partikel) hergestellt. Diese werden anschließend gesintert, umgeformt und untersucht
    Jahr: 2016
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283970253
  • Verbundschmieden hybrider Pulver-Massiv-Bauteile aus Stahl und Aluminium
    Im Fokus der Untersuchungen steht die Verfahrenskombination Pulvermetallurgie und Verbundschmieden. Durch den Einsatz pulvermetallurgischer Verfahren werden Aluminiumkerne in einer definierten Legierungskonfiguration gefertigt, mit einem Stahlhalbzeug verbundgeschmiedet und Hybridbauteile mit einem lokalen Eigenschaftsprofil hergestellt. Abschließend erfolgt in metallografischen und mechanischen Untersuchungen die Evaluation der Demonstratoren und Ableitung genauer Verfahrensgrenzen.
    Jahr: 2017
    Förderung: Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 310650453
  • Erhöhung der Verschleißbeständigkeit von Schmiedewerkzeugen durch Einsatz eines intelligenten Warmarbeitsstahls in Kombination mit einer werkstoffspezifisch angepassten Nitrierbehandlung
    In dem Forschungsvorhaben wird das Ziel verfolgt, die Verschleißbeständigkeit von Schmiedewerkzeugen durch Verwendung eines intelligenten Warmarbeitsstahls in Kombination mit einer werkstoffspezifisch angepassten Nitrierbehandlung zu erhöhen.
    Jahr: 2017
    Förderung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – 19602 N
  • Untersuchung zum Einsatz von metallhaltigen DLC-Schichtsystemen als Verschleißschutzmaßnahme für Schmiedegesenke
    Im Bereich der Warmmassivumformung stellen die verschleißbedingten Werkzeugkosten eine Schlüsselposition für eine wirtschaftliche Fertigung dar. Aufgrund des im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren komplexen Belastungskollektivs von Werkzeugen der Warmmassivumformung resultiert in der Regel ein schnell einsetzender Verschleiß. Zur Verschleißreduzierung in der Kalt- und Halbwarmumformung werden amorphe Kohlenwasserstoff-Beschichtungssysteme (DLC-Schichten) eingesetzt, die jedoch den hohen thermischen Wechselbelastungen in der Warmmassivumformung nicht standhalten. In diesem Projekt werden mit verschiedenen Legierungselementen dotierte DLC-Schichten grundlegend charakterisiert und auf ihr Einsatzverhalten in der Warmmassivumformung untersucht.
    Jahr: 2017
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283898001
  • Anwendung von Plasmaborierverfahren zur Steigerung der Belastbarkeit von Schmiedegesenken
    Schmiedegesenke (Umformwerkzeuge) unterliegen hohen mechanischen, thermischen und tribologischen Wechselbelastungen, die zum Verschleiß der Gravuroberflächen und somit zum Werkzeugausfall führen. Zur Steigerung der Werkzeugstandmenge wird bereits seit Jahren an unterschiedlichen Beschichtungs- und Diffusionsverfahren geforscht. Ein innovatives Verfahren zur Einstellung harter und thermisch hochstabiler Werkzeugrandbereiche stellt das Plasmaborieren dar.
    Jahr: 2017
    Förderung: Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V. (FGW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – 19553 N
  • Angepasste Randschichtmodifikation zur Reduzierung des thermoschockbedingten Verschleißes bei Schmiedegesenken
    Im Rahmen dieses Projektes soll der Einfluss einer gezielten und isolierten Thermoschockbelastung auf das Verschleißverhalten von Schmiedegesenken ermittelt werden. Ziel ist es, aus diesen Erkenntnissen verschleißmindernde Oberflächenbehandlungen, mit besonderer Beachtung der Thermoschockbeständigkeit, abzuleiten.
    Jahr: 2017
    Förderung: Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V. (FGW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – 19302 N
  • FE-gestützte Entwicklung hochverschleißfester Warmarbeitswerkzeuge durch eine Legierungsmodifikation in Kombination mit einer prozess- und werkstoffseitig angepassten Nitrierschicht
    Werkzeuge der Warmmassivumformung werden hoch thermisch beansprucht. Der thermischen Werkzeugbelastung wird mittels Kühlschmierstoffen entgegengewirkt. Bei ausreichend hohen Abkühlgeschwindigkeiten entsteht in der Randschicht ein martensitisches Gefüge, das eine höhere Härte als der Grundwerkstoff aufweist und den Werkzeugverschleiß verringert. Der Werkstoff 1.2365 wird mit Mangan modifiziert, um die Randschichtneuhärtung zu begünstigen und den Einfluss verschiedener Nitrierungen zu analysieren.
    Jahr: 2017
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 260050454
  • Steigerung der Lebensdauer nitrierter Schmiedegesenke durch Realisierung duktiler Oberflächenbereiche zur Verbesserung der Rissbeständigkeit
    Zur Reduzierung des Verschleißes an Schmiedegesenken haben sich Verfahren der Randschichtmodifizierung etabliert, wie beispielsweise das Nitrieren. Aus der erhöhten Randschichthärte resultiert eine Verringerung der Duktilität, sodass nitrierte Schmiedegesenke eine erhöhte Risssensitivität aufweisen. In diesem Forschungsvorhaben werden strukturierte Plasmanitrierungen auf die Werkzeugoberfläche appliziert, um eine verschleiß- und rissbeständige Werkzeugrandschicht zu realisieren.
    Jahr: 2017
    Förderung: Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V. (FGW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – 19529 N
  • Entwicklung einer geometriebasierten Methode zur Kompensation von prozessbedingten Maßabweichungen bei Massivumformteilen
    Die Entwicklung von Werkzeugen der Massivumformung zur Herstellung von hochbeanspruchten Stahlbauteilen erfordert einen iterativen Anpassungsprozess und häufig eine große Anzahl an Versuchswerkzeugen bzw. Werkzeugüberarbeitungen, wodurch hohe Kosten entstehen. Im Rahmen der Untersuchung soll eine prozessbegleitende Kompensationsstrategie zur Reduzierung von Maßabweichungen bei massivumgeformten Bauteilen entwickelt werden.
    Jahr: 2017
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 334525444
  • Eigenschaftsoptimierung und -identifikation geschmiedeter Strukturen durch direktes Nachformen aus der Schmiedewärme in unterschiedlichen Temperaturbereichen durch Beeinflussung der Mikrostruktur bei Vergütungsstählen
    Ziel des Forschungsprojektes ist es, gezielt Einfluss auf die Mikrostruktur von geschmiedeten Bauteilen zu nehmen und diesen Einfluss in Form von Materialkennwerten zu quantifizieren. Es wird ein hochgradig feinkörniges Gefüge eingestellt und in Kerbschlagbiege- und Zugversuchen sowie metallografischen Schliffbildern untersucht.
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 359921546
  • Ermittlung der Verfahrensgrenzen zur Wiederaufbereitung abgenutzter Zahnräder mittels Präzisionsnachformung bei erhöhten Temperaturen
    Im Fokus der Untersuchungen steht die Evaluation eines neuartigen Ansatzes zur umformtechnischen Wiederaufbereitung geschädigter Zahnräder. Die im Einsatz auftretenden Versagenserscheinungen werden mittels spanender Verfahren erzeugt und in metallografischen und mechanischen Untersuchungen überprüft, ob die Funktionalität der Demonstratoren durch das Präzisionsnachformen wiederhergestellt werden kann.
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319564414
  • Verbesserung des Einsatzverhaltens von Werkzeugen der Warmformgebung durch nitriergerechte Auswahl von Warmarbeitsstählen
    In diesem Projekt soll ein grundlegendes Verständnis der Zusammenhänge zwischen den Materialeigenschaften kommerzieller Warmarbeitsstähle vor und nach der Nitrierung erlangt werden. Des Weiteren sollen die Auswirkungen des Nitrierens auf das Einsatzverhalten bei der Warmformgebung ermittelt werden. Ziel dieses Vorhabens ist es, die Verschleißbeständigkeit von Schmiedegesenke und damit auch die Werkzeugstandmenge zu erhöhen.
    Jahr: 2018
    Förderung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – 19883 N
  • Einfluss der Werkzeugkühlung beim Gesenkschmieden auf die prozessbedingte Gefügeveränderung in der Randzone und deren Auswirkung auf den Werkzeugverschleiß
    In dem Forschungsvorhaben wird der Einfluss der Werkzeugkühlung auf die prozessbedingten Gefügeveränderungen in der Werkzeugrandschicht grundlegend untersucht. Das primäre Ziel dabei ist es, die Gefügeveränderungen (weiße Schichten/Anlasszonen) in Abhängigkeit verschiedener Abkühlbedingungen zu untersuchen und Zusammenhänge zwischen der mikrostrukturellen Gefügeveränderung in der Werkzeugrandzone und dem Verschleißverhalten der Werkzeuge zu ermitteln.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 349885770 (BE1691/217-1)
  • Standmengensteigerung von Schmiedegesenken und Warmumformwerkzeugen durch Integration von additiv gefertigten oberflächennahen Kühlelementen aus hochverschleißbeständigen Materialien
    In dem Forschungsvorhaben wird die Kühltechnik für Schmiedegesenke durch additiv gefertigte Hybridkonstruktionen mit verschleißbeständiger Oberfläche weiterentwickelt, um wirtschaftlich sinnvolle Standmengen zu erreichen und dabei die höheren Kosten der additiven Fertigung mindestens zu kompensieren. Dazu wird erstmals Stellite als verschleißbeständiges Material für die Gesenkoberfläche für das selektive Laserschmelzen qualifiziert.
    Jahr: 2019
    Förderung: Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) Fördernummer 20773 N
  • Untersuchung zum Einsatzverhalten von selbstschmierenden Pulverpresswerkzeugen
    Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, das Einsatzpotential von selbstschmierenden Beschichtungen beim Matrizenpressen von Metallpulvern zu untersuchen. Zum einen sollen durch den Einsatz einer solchen Beschichtung eine höhere Dichtehomogenität erreicht werden, wodurch mittelbar die mechanischen Eigenschaften der Sinterteile verbessert werden. Zum anderen bieten sie das Potential die konventionelle Schmierstoffbeimengungen zu reduzieren oder sogar zu ersetzten, sodass gleichzeitig Ressourcen geschont werden können.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 403432892
  • Standmengen- und schmiermitteloptimierte Gesenkoberflächen für die temperierte Aluminiummassivumformung
    Typische Verschleißmechanismen sowie entsprechende Gegenmaßnahmen sind für die Massivumformung von Stahl bekannt bzw. werden stetig weiter erforscht, können jedoch nicht ohne Weiteres auf Aluminiumschmiedeprozesse übertragen werden. Aus diesem Grund steht im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens zunächst die Erkenntniserweiterung bezüglich der Verschleißmechanismen beim Aluminium-Gesenkschmieden im Fokus
    Jahr: 2019
    Förderung: Forschungsgesellschaft Stahlverformung e.V. (FSV) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – 20780 N
  • Ermittlung des Formänderungsvermögens und der resultierenden Bauteileigenschaften beim Fließpressen von seriell angeordneten Hybridhalbzeugen
    Das Teilprojekt B3 beschäftigt sich hierbei mit dem Fließpressen von reibgeschweißten Hybridhalbzeugen aus Stahl-Aluminium, Stahl-Nickelbasislegierung sowie Stahl-Stahl. Beim Reibschweißen werden unterschiedliche Geometrien der Stirnfläche verwendet, um zusätzlich zum Stoffschluss auch einen Kraft- und Formschluss zu erhalten. Beim Fließpressen erfolgt eine Variation der Fließpressverfahren. Hierbei soll zur Erhöhung der umformbedingten Beanspruchung eine Hohlwelle als Demonstrator dienen, die mittels verschiedener Fließpressprozesse gefertigt wird.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 – B3 – Projektnummer 252662854
  • Gesenkschmieden koaxial angeordneter Hybridhalbzeuge
    Im Rahmen des Teilprojekts B2 wird im SFB 1153 das Gesenkschmieden von gefügten Hybridhalbzeugen aus den Werkstoffkombinationen Stahl-Stahl, Aluminium-Stahl und Titan-Aluminium untersucht. Das übergeordnete Ziel ist die prozesssichere Herstellung von Hybridbauteilen durch die gezielte Kontrolle des Werkstoffflusses. Dabei steht die Entwicklung geeigneter Werkzeugkonzepte und Erwärmungsstrategien beim Gesenkschmieden im Vordergrund.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 – B2-Projektnummer 252662854
  • Umformtechnische Herstellung eines funktionsangepassten Hybrid-Ritzels
    Innerhalb des Transferprojektes wird zusammen mit dem Anwendungspartner NSK Europe Ltd. untersucht, inwiefern sich die Ergebnisse der Teilprojekte B3 und C1 aus der ersten Förderperiode des SFB 1153 auf einen Demonstrator einer hybriden Ritzelwelle übertragen lassen. Hierbei soll das Ziel verfolgt werden, das Gewicht dieses dynamisch hochbelasteten Bauteils durch den Tailored-Forming-Ansatz zu reduzieren.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 – T2 - Projektnummer 252662854
  • Neuartige Verfahrenskombination zur Herstellung von Bauteilen auf Titanaluminid-Basis unter sauerstofffreier Atmosphäre
    Titanaluminide (TiAl) zählen zu den sauerstoffaffinen Werkstoffen, deren Gefügeentwicklung und damit physikalische und technologische Eigenschaften stark vom Sauerstoffgehalt abhängen. Sie besitzen durch eine hohe Warmfestigkeit bei gleichzeitig sehr geringer Dichte ein hohes Anwendungspotenzial in der Automobil-, sowie der Luft- und der Raumfahrtindustrie. Jedoch sind TiAl bedingt durch ihre Sprödigkeit schwierig zu verarbeiten, sodass vorrangig die verfahrens- und anlagentechnisch aufwendigen Verfahren Isothermschmieden oder heiß-isostatisches Pressen (HIP) eingesetzt werden. Die konventionelle pulvermetallurgische Herstellung mittels Matrizenpressen und Sintern führte bisher aufgrund von Verunreinigungen zu unzureichenden Ergebnissen hinsichtlich der relativen Dichte, sowie der technologischen und physikalischen Eigenschaften
    Jahr: 2020
    Förderung: - Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1368 - Projektnummer 394563137
  • Einsatz additiv gefertigter Schmiedegesenke mit konturangepasster Innenkühlung
    Schmiedegesenke werden hohen Beanspruchungen ausgesetzt, die zu Verschleiß und einer reduzierten Werkzeugstandmenge führen. Die thermische Werkzeugbelastung ist im Wesentlichen auf den Kontakt des Schmiedegesenks mit den erwärmten Rohteilen zurückzuführen. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts werden komplexe innere Kühlkanäle mittels additiver Fertigungsverfahren in Schmiedegesenke eingebracht, um diese von innen zu temperieren und der thermischen Werkzeugschädigung entgegenzuwirken.
    Jahr: 2020
    Förderung: - Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e.V. (AVIF) – AVIF A 318
  • ERProFit - Energie- und Ressourceneffiziente Produktion - Sauerstoffarmes Schmieden durch Retrofit bestehender Schmiedeanlagen
    Im Fokus des Projekts steht die Unterbindung der Zunderbildung im Prozess der Warmmassivumformung, indem der Umformprozess in einer sauerstoffarmen Atmosphäre stattfindet, wodurch die Oxidation der Werkstückoberfläche verhindert wird. Hierdurch ergeben sich, entlang der gesamten Wertschöpfungskette, enorme CO2-Einsparpotentiale, da durch die ausbleibende Verzunderung kein unnötiger Materialverlust auftritt. Weiterhin werden, durch die effizientere Rohmaterialnutzung, natürliche Ressourcen geschont.
    Jahr: 2021
    Förderung: BMWi - Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie

Entwicklung und Optimierung von Handhabungs- und Montageprozessen

  • Handhabung von Solarzellen
    Ziel des Projektes ist die anwendungsorientierte Untersuchung von Parallelrobotern zur hochdynamischen und schonenden Handhabung von Solarzellen. Dabei sollen alternative parallelkinematische Strukturen zur Handhabung von Solarzellen konzipiert und die Funktionsmuster des SFB 562 für diese industrielle Aufgabe bezüglich ihrer Einsatzfähigkeit untersucht werden.
    Team: Annika Raatz, (Jan Schmitt)
    Jahr: 2011
    Förderung: DFG Erkenntnistransfer
    Laufzeit: 1,5 Jahre
  • Bauteilschonende und anpassungsfähige Demontage
    Eine „bauteilschonende und anpassungsfähige Demontage“ ist Bestandteil des DFG-geförderten Sonderforschungsbereiches 871 „Regeneration komplexer Investitionsgüter“. Dabei leitet die Demontage den Regenerationsprozess eines Flugzeugtriebwerks ein. Durch eine Automatisierung der Demontageprozesse und die Identifizierung der Prozessgrößen wird eine bauteilschonende Demontage trotz charakteristischer Unsicherheiten der Demontage ermöglicht.
    Team: Dipl.-Ing. Richard Blümel
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 4 Jahre
  • Präzisionsmontage
    Egal ob Sensoren, Herzschrittmacher oder Uhrwerke: Überall wo Teile sehr genau montiert werden müssen, stoßen herkömmliche Roboter an ihre Grenzen. Das match forscht in diesem Bereich an neuen Konzepten und Strategien, um präzise und wirtschaftliche Montageprozesse umzusetzen.
    Team: Martin Stucki, Rolf Wiemann, Niklas Terei, Lars Binnemann
    Jahr: 2018
    Förderung: Grundfinanzierung
    Laufzeit: fortlaufend
  • Formvariable Handhabung schmiedewarmer Hybridbauteile im Rahmen des Tailored Forming
    Der Sonderforschungsbereich (SFB) 1153 „Tailored Forming“ setzt sich zum Ziel, die Potentiale für hybride Massivbauteile auf Basis einer neuartigen Prozesskette zu erschließen und die dafür notwendigen fertigungstechnischen Verfahren zu entwickeln. Der Fokus des Teilprojekts C7 innerhalb des SFB liegt darauf, Funktionsmodule für die formvariable und gleichzeitig präzise Handhabung von Bauteilen mit Temperaturen von bis zu 1250 °C unter Berücksichtigung von zusätzlichen Prozessanforderung (z.B. Kühlung der Bauteile im Greifer) bereitzustellen. Greifer, die die hohen Anforderungen an Bauteilvariabilität, Bauteiltemperatur und Positioniergenauigkeit gleichzeitig erfüllen, existieren bisher nicht.
    Team: Caner Ince
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 4 Jahre
  • Self-Assembly
    Der Forschungsbereich Self-Assembly befasst sich mit der Gestaltung von selbst montierenden Systemen. Das Positionieren wird dabei durch Kräfte hervorgerufen, die durch physikalische Effekte zwischen den Bauteilen entstehen. Eine Handhabung der einzelnen Komponenten ist somit nicht mehr zwingend erforderlich, was neue Anwendungsfälle, wie z.B. berührungslose Montage, ermöglicht.
    Team: Martin Stucki
    Jahr: 2019
    Förderung: PhoenixD, DFG
    Laufzeit: 7 Jahre
  • PhoenixD
    PhoenixD ist eine breit angelegte Initiative, um Design und Herstellung von Präzisionsoptik neu zu definieren. Sie beruht auf dem Verweben von Optikdesign, Optiksimulation und modernen Produktionsmethoden zu einer einzigen integrierten Plattform. Das match übernimmt in diesem Projekt die allgemeine Montage der Optik-Module und befasst sich intensiver mit der voll prozessintegrierten Bauteilausrichtung via Self-Assembly und der Modellierung von UV-Klebeprozessen.
    Team: Martin Stucki, Rolf Wiemann, Niklas Terei, Lars Binnemann
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 7 Jahre
  • SFB 1368: Klebstoffbasierte Montageprozesse in XHV-adäquater Atmosphäre
    Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1368 „Sauerstofffreie Produktion“ werden Prozesse der Fertigungs-, Montage- Handhabungstechnik unter technisch vollständigem Ausschluss von Sauerstoff untersucht. Die Fügetechnologie des Klebens nimmt in der Montagetechnik eine wichtige Rolle ein, weshalb sich das Teilprojekt B04 mit klebstoffbasierten Montageprozessen in sauerstofffreier Atmosphäre befasst. Das Ziel des Teilprojekts ist ein Erkenntnisgewinn über technische Eigenschaften von Klebverbindungen, die in sauerstofffreier Atmosphäre und mit desoxidierten Fügepartnern hergestellt wurden.
    Leitung: Prof. Annika Raatz, Prof. Wolfgang Maus-Friedrichs
    Team: Sandra Gerland, Rolf Wiemann
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 4 Jahre

Umformmaschinen

  • Vorhersage der Lebensdauer von Rollengewindetrieben als Pressenantrieb (Servospindelpresse)
    Die Nutzung von servomotorisch angetriebenen Rollengewindetrieben als Antriebe für Servospindelpressen bieten gegenüber Pressen mit Exzenterantrieben technologische Vorteile. Bisher besteht allerdings ein Mangel an Erfahrungen in Bezug auf die Lebensdauer der Pressen und insbesondere der Rollengewindetriebe unter Einwirkung der für Pressen typischen Belastungen. Im Rahmen dieses Vorhaben wurde daher die Lebensdauer von RGT wissenschaftlich untersucht.
    Jahr: 2015
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 18098N
  • Warmbeschnitt von kohlenstoffmartensitischen Chromstählen in mehrstufigen Prozessen
    Das übergeordnete Ziel, welches mittels des Forschungsprojekts erreicht werden sollte, war die Steigerung der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung von Bauteilen aus warmumgeformten kohlenstoffmartensitischen Chromstahllegierungen. Zurzeit liegen im Bereich des Warmbeschnitts dieser Werkstoffe keine Erfahrungen vor. Der Schwerpunkt des Forschungsprojekts lag daher in einem Kenntnisgewinn über den Einfluss wesentlicher Prozessparameter auf die Gefüge- und Schnittflächenqualität der Schnittteile. Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die realen Verhältnisse in der Industrie zu gewährleisten, erfolgte zudem die Abbildung 2-stufiger Prozesse mit kombinierter Warmumform- und Warmschneidoperation. Die 2-stufige Prozesskette soll den Einsatzbereich des Warmbeschnitts von Bauteilen mit komplexen Geometrien aus Chromstahl vergrößern, so dass ein nachträglicher Laserstrahlbeschnitt des Bauteils vermieden wird. Der sich daraus ergebende Vorteil der Einsparung eines nachgelagerten Prozessschrittes und somit einer zeitlichen Verkürzung der Bauteilherstellung trägt zu einer Steigerung der Ausbringungsrate und Produktivität bei.
    Jahr: 2017
    Förderung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – 19604 N
  • Prozessbegleitende Bauteilvermessung in Stufenpressen
    In diesem Forschungsvorhaben soll ein Messsystem entwickelt und gebaut werden, welches eine automatisierte Vermessung aller produzierten Bauteile in der Stufenpresse ermöglicht. Hiermit wird eine Leistungssteigerung erwartet, welche insbesondere bei den Zulieferern der Automobil- und Elektronikindustrie, wovon ein Großteil KMU sind, zu einem wirtschaftlichen Gewinn führen wird.
    Jahr: 2017
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19904N
  • Reduzierung der Schallemission beim Schneiden höher- und höchstfester Blechwerkstoffe
    Beim Scherschneiden von Blechen aus immer festeren Werkstoffen kommt es infolge der abrupten Materialtrennung zu einer schlagartigen Energiefreisetzung und infolge dessen zu intensiven Schwingungen sowie erhöhten Schallemissionen. Zum Schutz der Anlagenbediener ist eine Dauerlärmgrenze gesetzlich vorgeschrieben. Um diese einhalten zu können, bedarf es gezielter Modifikationen in der Maschinen- und Komponentenkonstruktion. Im Rahmen dieses Vorhabens gilt es zu erforschen, welche konkrete Primärmaßnahmen, inwiefern und mit welchem Aufwand zur Lärmminderung beitragen.
    Jahr: 2017
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19651N
  • Konzeptabhängige Maschinenschwingungen nach der Materialtrennung beim Scherschneiden
    Beim Scherschneiden von hochfesten Blechen kommt es infolge der abrupten Materialtrennung zu einer schlagartigen Energiefreisetzung und infolge dessen zur schädlichen Maschinenschwingungen. Deren Intensität wird neben dem Prozess von den Eigenschaften der verwendeten Presse beeinflusst. Es besteht also die Frage, wie hoch die Einflüsse einzelner Maschinenkomponenten sind und ob das Auftreten von solchen Schnittschlägen in bestimmten Fällen mit begrenztem maschinenseitigem Aufwand auf ein in der Produktion tolerierbares Maß reduziert werden kann.
    Jahr: 2017
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 18176N
  • Minimierung von Schwingungen in der Transferbewegung mittels autoadaptiver Sollkinematik-Vorgabe
    Beim vollautomatischen Bauteiltransfer zwischen mehreren aufeinanderfolgenden Umformprozessen kommt es infolge der hochdynamischen Bewegungsabläufe zu unerwünschten Schwingungen der eingesetzten Transfersysteme. In Abhängigkeit der Intensität können die Schwingungen den Prozess negativ beeinflussen oder zu einem Herausfallen der Bauteile führen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird ein System entwickelt, dass es ermöglicht, die beim Transport entstehenden Schwingungen autoadaptiv zu minimieren.
    Jahr: 2017
    Förderung: Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19474N
  • Warmbeschnitt von kohlenstoffmartensitischen Chromstählen in mehrstufigen Prozessen
    Ein enormes Potenzial für die Herstellung höchstfester Karosseriestrukturbauteile bei gleichzeitiger Reduzierung der Fahrzeugmasse bietet der Einsatz von kohlenstoffmartensitischen Chromstählen. Der Warmbeschnitt als trennendes Fertigungsverfahren ermöglicht eine hohe Ausbringungsrate bei geringen bauteilbezogenen Kosten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden die Einflüsse von unterschiedlichen Prozessparametern beim Warmschneiden auf die Bauteilqualität erforscht.
    Jahr: 2017
    Förderung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19604N
  • Auslegung energieeffizienter Servopressen-antriebe
    Die Auslegung elektrischer Antriebe für Servopressen stellt aufgrund der großen Anzahl der Einflussfaktoren eine Herausforderung dar. Dabei werden die Anforderungen an den Antrieb unter anderem durch die Art der Anwendung und den gegenseitigen Einfluss der Einzelkomponenten aufeinander definiert. Um die Entwicklungszeit zu reduzieren, wird eine Auslegungssoftware für Servopressen-Antriebe entwickelt.
    Jahr: 2017
    Förderung: Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19631N
  • Verfahren zur Ermittlung der Wirkungsgradkennfelder von Umformmaschinen als Basis für einen effizienten Energieeinsatz in der Umformtechnik
    Aus ökologischer Sicht gewinnt die energieeffiziente Gestaltung produktionstechnischer Prozesse zunehmend an Bedeutung. Im Bereich der Umformtechnik spielt der Wirkungsgrad der für die Umformung eingesetzten Presse eine entscheidende Rolle. Da dieser neben maschinenseitigen auch von prozessbedingten Faktoren abhängt, lässt sich der Wirkungsgrad nur mit Hilfe komplexer Kennfelder umfassend darstellen. Bislang gibt es keine Methodik die hierfür notwendigen Daten effektiv zu erfassen oder zu visualisieren. Das Projekt widmet sich daher der Entwicklung eines geeigneten Verfahrens zur systematischen Ermittlung sowie Darstellung der Wirkungsgradkennfelder von Pressen
    Jahr: 2017
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 278526223
  • Schnittflächenqualität von schergeschnittenen Metall-Kunststoff-Verbundblechen
    Metall-Kunststoff-Verbunde (MKV) sind eine innovative Werkstoffklasse mittels derer insbesondere im Bereich des Kraft- und Schienenfahrzeugbaus eine signifikante Gewichtseinsparung erzielt werden kann. Das Scherschneiden als trennendes Fertigungsverfahren ermöglicht eine hohe Ausbringungsrate bei geringen bauteilbezogenen Kosten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird der Einfluss der mittels Scherschneidens erzeugten Schnittkanten von MKV auf eine nachfolgende Bauteilbeanspruchung erforscht.
    Jahr: 2018
    Förderung: Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e. V. (FGW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 19530N
  • Berührungsloser Vorschub von metallischen Folien in der Mikrostanztechnik
    Metallische Folien werden derzeit mittels mechanischer Walzen- und Rollenvorschübe vorgeschoben. Dieses Vorgehen verursacht Verformungen der Folie und kann zu Schäden an der Oberfläche des Materials führen. Mit elektromagnetischer Vorschübe können metallische Materialien mittels Lorentz-Kraft vorgeschoben werden. Neben einer oberflächenschonenden Handhabung ermöglicht dies auch sehr hohe Taktfrequenzen wodurch Produktivitätssteigerungen erreicht werden.
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer KR3718/7-1
  • Charakterisierung von Horizontalbelastungen bei der Blechmassivumformung und Berücksichtigung in der FEM-Simulation
    Aufgrund der hohen Kräfte bei Umformvorgängen besteht eine sehr hohe Belastung der Werkzeuge, insbesondere gilt das für die Kontaktflächen der Werkzeuge. Der Verschleiß der Oberflächen soll mittels kleiner horizontaler Oszillation des Werkzeugs reduziert werden. Diese Oszillation wird mittels Elektromagneten und einem speziell für diesen Fall konstruierten Werkzeug ermöglicht. Das Potenzial dieser Praxis wird in diesem Projekt untersucht
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - SFB TR-73 - B7
  • Bauteilbezogene Erfassung und Analyse umformtechnischer Prozessdaten
    Im Rahmen des Projektes wird ein System zur bauteilbezogenen Akquise, Ablage und Auswertung von Prozessdaten in einer Cloud-Datenbank aufgebaut. Das System ermöglicht eine Zuordnung anfallender Prozessdaten zu einzelnen Bauteilen, auf dessen Basis gezielte Ursachenforschung bei Produktbeanstandungen betrieben werden kann. Darüber hinaus können mit Hilfe der akquirierten Daten Maßnahmen zur Prozessoptimierung abgeleitet und Fertigungsschwankungen während der Produktion automatisiert erkannt werden.
    Jahr: 2019
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung
  • PhoenixD - Simulation, Fabrikation und Anwendung optischer Systeme
    Die Entwicklung und Validierung einer alternativen Prägevorrichtung zur präzisen Übertragung von diffraktiven Strukturen, wie beispielsweise Hologramme oder optische Gitter. Neben einer hohen Positionierungsgenauigkeit, soll die Vorrichtung ebenfalls hoch Prägekräfte bereitstellen. Dies führt zu einer Erweiterung des Materialspektrums beim Präzisionsprägen von Strukturen im sub-Mikrometerbereich und folglich zur Erschließung neuer Anwendungsbereiche.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - EXC 2122, Projektnummer 390833453
  • Autoadaptive Gründung für energiegebundene Umformmaschinen
    Energiegebundene Umformmaschinen wie Schmiedehämmer können aufgrund schlagartig aufgebrachter Prozesskräfte zum Schwingen angeregt werden. Dies kann sich vor allem negativ in Form von heftigen Erschütterungen der Maschinenumgebung bemerkbar machen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll daher ein autoadaptives Dämpfungssystem auf Basis magnetorheologischer Flüssigkeiten entwickelt werden, welches eine an die jeweiligen Belastungszustände optimierte Dämpfung ermöglicht.
    Jahr: 2019
    Förderung: Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 20808N
  • Lebensdauer additiv hergestellter Produktionsmittel für die umformtechnische Fertigung
    Im Rahmen dieses Forschungsprojekt wird die Verwendung von additiv gefertigten Bauteilen für Maschinen der Umformtechnik untersucht. Hierzu werden die auftretenden Belastungspfade und Beanspruchungsarten für repräsentative Bauteile mittels hybrider Simulationen ermittelt und auf geeigneten Prüfständen nachgebildet sowie die Einflüsse auf die Lebensdauer der Bauteile erforscht. Das Projekt läuft in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Konstruktion und Fertigung der Technische Universität Cottbus-Senftenberg.
    Jahr: 2020
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) - Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 21219 BG/1
  • Modellgestützte Diagnose auf Basis von Betriebsgrößen in Umformmaschinen
    Die geringe Maschinenverfügbarkeit ist eine dominierende und teure Herausforderung in blechverarbeitenden Betrieben. Sechzig Prozent der Maschinenausfallzeiten sind dabei auf eine technische Störung, vor allem in der Sensorik oder in den Kraftübertragungselementen, zurückzuführen. Mit dem Ziel, den verfügbaren Informationsgehalt für die Diagnosezwecke möglichst effizient zu nutzen, wird in diesem Vorhaben eine intelligente Methode vorgeschlagen und erforscht. Den Kern der Methode bildet ein künstliches neuronales Netzwerk, welches auf Basis geeigneter Maschinenmodelle trainiert wird.
    Jahr: 2020
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)
  • Reduktion der Schallemission von Schneidpressen
    Das Scherschneiden von innovativen Werkstoffen hoher Festigkeit geht mit erhöhten Schalldruckpegeln einher. Der entstehende Lärm kann zu gesundheitlichen Schäden sowie zur Beeinträchtigung der Produktivität führen, weswegen eine Dauerlärmgrenze vorgeschrieben ist. Derzeitige Maßnahmen zur Lärmminderung wie Schallschutzkabinen oder Schnittschlagdämpfer sind in der Regel kosten- und wartungsintensiv und schränken den Betriebsbereich oder die Zugänglichkeit ein. Im Rahmen des Projektes wird daher eine alternative Methode zur Schallreduktion an Schneidpressen erforscht, bei welcher mittels einer aktiven Einflussnahme am Maschinengehäuse dessen Schwingungen gezielt entgegengewirkt wird. Hierzu wird ein geeignetes, auf Basis von Simulationen ausgelegtes und intelligent geregeltes Aktorsystem angestrebt.
    Jahr: 2021
    Förderung: Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 21753N
  • Linear angetriebene Hybridaktorik zur umformtechnischen Fertigung komplexer Bauteile
    In einer ersten Projektphase wurde Grundlagenwissen über den Einsatz eines aus Linearmotoren und Elektromagneten kombinierten Pressenhauptantriebs zur Herstellung kleiner Stanz-, Zieh- und Biegebauteile erarbeitet. Im Folgevorhaben werden die sich daraus ergebenen Herausforderungen und ungelösten Fragestellungen adressiert, welche insbesondere bei der Fertigung komplexer Bauteile mit hoher Qualität und Ausbringungsrate im Folgeverbund aufkommen.
    Jahr: 2021
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer KR3718/3-1

Materialcharakterisierung und Simulation

  • FE-basierte Material und Topologieoptimierung der Bremshalterstruktur
    Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei gleichzeitig verringerten Life-Cycle-Kosten für ein zuverlässiges und leistungsfähiges Bremssystem angestrebt. Hierbei lag der Fokus auf einer Gewichtsoptimierung sowie einer Erhöhung der thermisch-mechanischen Belastbarkeit. Das Ziel des Teilprojekts des IFUM war die Topologieoptimierung der Bremshalterstruktur. Hierbei wurde eine genauere Konzipierung, Konstruktion und Fertigung des Bauteils erreicht worden, die zu einer Reduzierung der Produktions- sowie Bearbeitungskosten, des Gewichts, der personellen, materiellen und finanziellen Ressourcen zur Folge hat.
    Jahr: 2015
    Förderung: ZIM ZF 4127701LL5
  • Verbesserte FE-Simulation des temperierten Tiefziehens von Magnesiumblechwerkstoffen durch eine realitätsnahe Modellierung ihres Formänderungsvermögens unter prozessrelevanten Bedingungen
    Magnesiumlegierungen bieten ein hohes Leichtbaupotential. Zur Erhöhung der Genauigkeit der numerischen Prozessauslegung soll in dem Vorhaben zum einen das spezifische temperaturabhängige Materialverhalten einer Magnesiumblechlegierung charakterisiert und modelliert werden. Des Weiteren ist es vorgesehen das Versagensverhalten mit Hilfe eines geeigneten spannungsbasierten Versagensmodells zu beschreiben, um mögliche Versagenszustände von Tiefziehbauteilen außerhalb des Gültigkeitsbereichs einer Grenzformänderungskurve (FLC) vorhersagen zu können.
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG 44192561
  • Numerische Berechnung der thermischen Belastung und der Lebensdauer in Werkzeugen beim Thixoschmieden von Stahl
    Ziel dieser Arbeit ist die simulationsgestützte Vorhersage der Standmenge der Werkzeuge beim Thixoforming. Aus den numerischen Berechnungsergebnissen der Lebensdauer von Werkzeugen können Maßnahmen zur Erhöhung der Werkzeugstandmenge abgeleitet werden. Dies sind z.B. Veränderungen der Werkzeuggeometrie soweit dies zulässig ist, Änderung der Prozessparameter wie Rohteiltemperatur und Schmiedezyklusdauer, Auswahl geeigneter Materialen oder der Einsatz von Beschichtungen.
    Jahr: 2017
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299534929
  • Mobility in Science and Engineering
    Die Forschungslinie "Mobilise" adressiert Herausforderungen in den mobilitätsbezogenen Wissenschaften, insbesondere in den Fokusbereichen Digitalisierung, Energiewende in der Luftfahrt sowie Produktion und Leichtbau. Durch eine langfristig angelegte Kooperation der beteiligten Hochschulen Technische Universität Braunschweig (TUBS) und Leibniz Universität Hannover (LUH) werden bestehende Forschungskompetenzen gestärkt, deren komplementäre Weiterentwicklung befördert und die Vernetzung der Forschenden unterstützt.
    Jahr: 2017
    Förderung: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK): PL-1
  • Entwicklung einer Testmethodik zur Ermittlung der Neuhärte- und Anlasseffekte von Schmiedewerkzeugen unter ‎zyklischer thermomechanischer Beanspruchung zur Verbesserung der ‎numerischen Verschleißvorhersage
    In der Warmmassivumformung führt eine realitätsnahe numerische Berechnung der Gesenkhärteentwicklung zu einer Erhöhung der Werkzeugstandmenge sowie einer Verbesserung der Prozess- und Werkzeugauslegung. Dies dient letztendlich der kontinuierlichen und ungestörten Produktion qualitativ hochwertiger Bauteile sowie der genaueren Vorhersage der notwendigen Werkzeugaustauschzeitpunkte. Im internationalen Wettbewerb stellt dies einen volkswirtschaftlich relevanten Vorteil dar und entspricht ferner dem Ziel einer Material-‎‎ ‎und ‎energieeffizienten Fertigung.
    Jahr: 2017
    Förderung: Industrieverband Massivumformung e. V. (IMU) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – Fördernummer 19647 N
  • Experimentelle sowie numerische Modellierung und Analyse mikrostruktureller Eigenspannungen von warmmassivumgeformten Bauteilen mit gezielter Abkühlung
    Die Herausforderung dieses spannenden Projektes liegt in der Simulation der komplexen physikalischen Vorgänge in warmumgeformten Bauteilen vor- während und nach der Umformung. Dabei muss eine Vielzahl an Prozessparametern und Zustandsdaten berücksichtigt werden, denn sowohl mechanische als auch thermische und metallurgische Größen beeinflussen den aus dem Prozess resultierenden Eigenspannungszustand. Ziel des Projektes ist die gezielte Einstellung sowie prozesstechnische Ausnutzung der Eigenspannungen für verbesserte Performance im Produktlebenszyklus.
    Jahr: 2017
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 374871564
  • Patientenadaptives Drucküberwachungs- und Behandlungssystem zur Glaukomtherapie
    In Kooperation mit mehreren Instituten der LUH, der MHH sowie zwei Medizintechnikfirmen wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens ein Drucküberwachungs- und Behandlungssystem entwickelt. Dadurch soll die Therapie der Augenkrankheit Glaukom ermöglicht. Der Patient wird dabei in der Lage sein, den Augeninnendruck selbst zu überwachen und bei Hypertonie diesen durch einen Augenarzt reduzieren zu lassen. Dadurch wird der fatalen Gefahr eines Überdrucks, den der Patient nicht bemerkt, vorgebeugt, die zum Absterben der Augennerven führen kann.
    Jahr: 2018
    Förderung: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) - Födernummer: ZF4332302AW8
  • Ansatz zur numerischen Bestimmung der Härteevolution in der Werkzeugrandschicht aufgrund von thermischen Belastungen beim Formhärten
    Für Industrieunternehmen in der metallverarbeitenden Branche ist die Kenntnis der Verschleißeigenschaften der eingesetzten Werkzeugwerkstoffe während der Prozesszeit sehr wichtig. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird daher eine Methodik zur Verbesserung der Härteentwicklungsvorhersage für Formhärtewerkzeuge erarbeitet, mit der sich eine bessere Planung von Werkzeugrüstzeiten und damit eine Kostenreduktion realisieren lässt.
    Jahr: 2018
    Förderung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – Fördernummer 19518 N
  • Ermittlung der Umformgrenzen von martensitischen Chromstählen in der Warmblechumformung
    Das Ziel dieses Forschungsvorhaben liegt in der simulativen Abbildung der Warmumformung des martensitischen Chromstahls 1.4034 unter Berücksichtigung des Formänderungsvermögens bei erhöhten Temperaturen, der stattfindenden Gefügeumwandlungen und deren Auswirkungen auf die resultierenden Bauteileigenschaften.
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 385989694
  • Sonderforschungsbereich 1153 „Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming“
    Ziel in der 2. Förderperiode ist es, den entwickelten Verbundstrangpressprozess weiterzuentwickeln. Dafür werden asymmetrische Profile aus Aluminium und Stahl stranggepresst, wobei dort die Ver-bundfestigkeit besonders herausfordernd ist. Das Prozesswissen vom koaxialen Verbundstrang-pressprozess wird auf eine neue Materialpaarung, Titan und Aluminium übertragen, um das Leichtbau-potenzial zu vergrößern.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 TP A1 - Projektnummer 252662854
  • Trockenschmierung von Wälzkontakten durch selbstregenerative Molybdänoxidschichtsysteme
    Ziel des Projektes ist es, ein Festschmierstoffsystem auf Molybdänbasis zu entwickeln, welches sich insbesondere durch seine selbstregenerative Schmierschicht auszeichnet. Der Fokus wird zunächst auf die Charakterisierung und die Entwicklung des Schichtsystems gelegt. Anschließend werden durch Lebensdauerversuche das Verschleißverhalten bestimmt und in eine FE-Modell übertragen.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - SPP 2074 TP2 - Projektnummer 407673224
  • Integrierte Prozesssimulation von Thermoformen und Spritzguss
    Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Simulationsmodells zur verbesserten numerischen Abbildung eines kombinierten Umform-Spritzgussprozesses zur Fertigung von Hybridbauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK). Hierbei werden beide Prozesse in einer Simulationsumgebung über eine direkte Fluid-Struktur-Interaktion gekoppelt. Dies ermöglicht es, die Verbundfestigkeit in Abhängigkeit der Prozessparameter Temperatur, Druck und Kontaktzeit direkt zu modellieren. Die Validierung des Simulationsmodells zur Bestimmung der Verbundfestigkeit erfolgt anhand eines praxisrelevanten Beispielprozesses.
    Jahr: 2019
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 20524 N/2
  • Numerische Berechnung des Werkzeugverschleißes an industriellen Kaltumformprozessen mittels der Weiterentwicklung der Verschleißmodellierung
    Das Ziel dieses Projektes liegt in der Übertragung der im TP A7 gewonnen Erkenntnisse bezüglich der Vorteile der Schwingungsüberlagerung auf das Umformverfahren Fließpressen sowie der Weiterentwicklung und Validierung der numerischen Verschleißmodellierung für Prozesse mit hohen Kontaktnormalspannungen unter industriellen Prozessbedingungen. An dieser Stelle sollen die Produktionsversuche der Blechmassivumformung im TP B7 als Basis zur Verschleißuntersuchung dienen. Im Projekt sollen sowohl numerische als auch experimentelle Untersuchungen an einem Modellprozess, welcher von einem komplexen mehrstufigen Umformprozess der Firma fischer abgeleitet wird, realisiert werden. Zur Anpassung an den Industrieprozess wird das Verschleißmodell erweitert und durch Einbeziehung industrieller Standzeiten aus den Prozessen der Firma fischer validiert.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB TR-73 - Projektnummer 417860413
  • Verbesserte Versagenscharakterisierung von hochfesten Stahlblechwerkstoffen anhand einer neuen Versuchsmethodik für Scherzugversuche in einachsig arbeitenden Zugprüfmaschinen
    Im Rahmen des Projektes soll eine neue Versuchsmethodik entwickelt werden, die eine verbesserte Charakterisierung von Schädigungskennwerten für unterschiedliche Spannungszustände von hochfesten Stahlblechwerkstoffen ermöglicht. Mit Hilfe dieser Methodik soll die Genauigkeit spannungsbasierter Schädigungsmodelle erhöht werden, um das Umformpotential von hochfesten Stahlblechwerkstoffen besser ausnutzen zu können.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)– Projektnummer 405334714
  • Grundlegende Untersuchungen von gradientenabhängigen nitrierten Schmiedewerkzeugen in der Warmmassivumformung unter zyklischen thermomechanischen Beanspruchungen
    Im Bereich der Warmmassivumformung unterliegen die formgebenden Werkzeugkomponenten einem komplexen Belastungskollektiv. Dieses setzt sich zusammen aus mechanischen, tribologischen, thermischen und chemischen Beanspruchungskomponenten. Im Rahmen des Projektes soll daher eine Modellierungstechnik zur numerischen Verschleißberechnung nitrierter und wärmebehandelter Schmiedewerkzeuge ausgearbeitet werden.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG BE 1691/229-1
  • Numerische Abbildung der Warmmassivumformung mit integrierter Wärmebehandlung unter Berücksichtigung des Einflusses veränderlicher Spannungszustände auf das umwandlungsplastische Dehnverhalten
    Die Herausforderung dieses Projektes besteht in der Weiterentwicklung eines numerischen Berechnungsmodells zur Vorhersage der Eigenspannungs- und Verzugsentwicklung, um die Prozesssimulation hinsichtlich der Umformung verzuganfälliger Massivbauteile zu optimieren. Dazu gehört die Implementierung eines Umwandlungsplastizitätsmodells auf Grundlage der Gefügeentwicklung, das eine Rückspannung berücksichtigt
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG-GEPRIS Nummer: 212963651
  • Experimentelle sowie numerische Modellierung und Analyse mikrostruktureller Eigenspannungen von warmmassivumgeformten Bauteilen mit gezielter Abkühlung
    Die Herausforderung dieses spannenden Projektes liegt in der Simulation der komplexen physikalischen Vorgänge in warmumgeformten Bauteilen vor- während und nach der Umformung. Dabei muss eine Vielzahl an Prozessparametern und Zustandsdaten berücksichtigt werden, denn sowohl mechanische als auch thermische und metallurgische Größen beeinflussen den aus dem Prozess resultierenden Eigenspannungszustand. Ziel des Projektes ist die gezielte Einstellung sowie prozesstechnische Ausnutzung der Eigenspannungen für verbesserte Performance im Produktlebenszyklus.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 374871564
  • Formschlüssige In-Mould-Verbindung zwischen FVK und einem mit Fließlochhülsen strukturierten Blechleinleger
    Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, eine formschlüssige Verbindung zwischen einem Faser-Kunststoff-Verbund und einem mit Fließlochhülsen strukturierten Metalleinleger zu entwickeln. Somit können Bauteile durch Hybrid-Spritzgieß-Verfahren hergestellt werden, die einen multiaxial belastbaren Werkstoffverbund und eine höhere Verbundfestigkeit als konventionelle Durchspritzpunkte aufweisen.
    Jahr: 2020
    Förderung: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) und Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) – Fördernummer Nr.: 20711N
  • HyFiVe – „Großserienfähige Variantenfertigung von Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen“
    In Kooperation mit vier Industrieunternehmen sowie drei weiteren Forschungseinrichtungen wird im Rahmen dieses Verbundprojektes eine Bauteil- und Prozessstrategie zur großserienfähigen Variantenfertigung von Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen entwickelt. Als Anwendungsbeispiel dient hierbei die Herstellung einer Batteriegehäusestruktur für den Automobilbau.
    Jahr: 2020
    Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Erweiterung der Formgebungsgrenzen beim Tiefziehen durch zusätzliche Krafteinleitung
    Die Prozessgrenzen beim Tiefziehen können durch das Einbringen einer zusätzlichen Kraft im Boden des Tiefziehteils erweitert werden. Um eine numerische Auslegung und Optimierung des Prozesses zu ermöglichen, wird im Rahmen dieses Projektes das Versagensverhalten von zwei hochfesten Stählen mittels eines spannungsbasierten Versagensmodells charakterisiert und bei der Tiefziehsimulation berücksichtigt. Dadurch soll der Einfluss der zusätzlichen Kraft auf die Entstehung von Reißern untersucht und die simulationsgestützte Prozessauslegung optimiert werden.
    Jahr: 2020
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 212270168
  • Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der Ermüdungslebensdauer von hoch belasteten Warmumformwerkzeugen auf Basis fortschrittlicher Werkstoffmodelle
    Das Ziel des Projekts besteht darin, ein Konzept zur rechnergestützten Lebensdauerbewertung von Werkzeugen der Warmmassivumformung zu entwickeln. Das Konzept soll es ermöglichen bei werkzeugtypischen Beanspruchungsbedingungen Verformung und Schädigung von Werkzeugstählen zu beschreiben, so dass eine verbesserte Auslegung der Werkzeuge hinsichtlich der zu erwartenden Belastungszyklen möglich ist.
    Jahr: 2020
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 244928365
  • FE-Modellierung der Halbwarmumformung von 7000er Aluminiumblech und Voraussage der Bauteileigenschaften nach der Auslagerung mit KNN
    Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die numerische Modellierung der Halbwarmumformung (HWU) von 7000er Aluminiumlegierungen unter Berücksichtigung relevanter Einflüsse wie dem temperaturabhängigem Fließ-, Verfestigungs- und Versagensverhalten sowie der Reibung und dem Wärmeübergang. Der Einfluss einer kathodischen Tauchlackierung (KTL) auf die mechanischen Bauteileigenschaften, welche sich an die Umformung anschließt und im Automobilbau üblich ist, wird durch künstliche neuronale Netze (KNN) abgebildet. Als Ergebnis steht ein detailliertes Simulationsmodell zur Abbildung der HWU von 7000er Aluminium inklusive der Berücksichtigung einer KTL mittels KNN zur Verfügung.
    Jahr: 2021
    Förderung: Industrielle Gemeinschaftsforschung iGF - Fördernummer: 21645N
  • Ortsabhängige Modellierung von Reibwerten in Abhängigkeit von Kontaktdruck und Gleitweg in der Massivumformung
    Aktuell werden in konventionellen FE-Simulationen von Gesenkumformprozessen konstante Reibbedingungen angenommen. Extreme Prozessgrößen, wie ein hoher Kontraktdruck und lange Gleitwege, führen jedoch in der Realität zu sich lokal und zeitlich verändernden Reibzuständen. Im Vorhaben wird daher eine neue Reibmodellierung entwickelt, die auf Basis experimenteller Daten eine realitätsnahe Berücksichtigung des Schmierzustands im Rahmen einer FE-Simulation erlaubt
    Jahr: 2021
    Förderung: Forschungsgesellschaft Stahlverformung (FSV) - IGF-Projekt Nr. 21648N
  • Verbesserte FE-Simulation des Scherschneidprozesses durch eine temperatur- und dehnratenabhängige Erweiterung des MMC-Modells
    Da die Prozessauslegung des Scherschneidens bisher durch zeit- und kostenintensiven experimentellen Versuchsreihen erfolgte, ist das Ziel des Forschungsvorhabens eine Verbesserung der Finite Elemente (FE) Simulation eines Scherschneidprozesses, insbesondere hinsichtlich der Abbildung der resultierenden Schnittkantengeometrie. Dafür wird zunächst ein Modellversuch ausgelegt, welcher die Durchführung von quasistatischen Scherschneidversuchen am servoelektrischen Stanzautomat Schuler MSC 2000 ermöglicht. Zur Ermittlung der dehnraten- und temperaturabhängigen Materialparameter sowie der Schädigungsparameter werden sowohl quasistatische und hochgeschwindigkeits-Zugversuche als auch quasistatische Scherzugversuche durchgeführt. Zur Analyse des Materialeinflusses werden verschiedene Stahlwerkstoffe wie der Tiefziehstahl DC04 oder der Edelstahl 1.4301 untersucht. Ferner erfolgen die Implementierung des Fließverhaltens und des modifizierten Mohr-Coulomb-Versagensmodelles (MCC) mittels einer Subroutine in die FE-Software Abaqus/Explicit. Anschließend werden die Scherschneidprozesse mit dem verbesserten Simulationsmodell berechnet und analog dazu der Modellversuch des Scherschneidens auf dem Stanzautomaten durchgeführt. Die numerischen Ergebnisse werden abschließend den experimentellen Ergebnissen gegenübergestellt.
    Jahr: 2021
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG - Fördernummer: BE 1691/133-1 - Projekt Nr.: 199808648
  • AgaPolCo - Vereinigung von Einzelprozessen in der Herstellung von rumpfschalen und zugehörigen Komponenten zur Effizienzsteigerung von Flugzeugstrukturen
    Die Herstellung von Flugzeugrumpfschalen durch inkrementelles Biegen soll auf komplexe Strukturen mit leicht sphärischen Geometrien erweitert werden. Das abgeleitete Ziel besteht darin, zunächst durch numerische Modelle das Prozessverständnis zu vertiefen. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse soll mittels FE Simulationen sowie einer geeigneten Metamodellierung ein Konzept zur Herstellung sphärischer Rumpfschalen entwickelt werden.
    Jahr: 2021
    Förderung: Investitions- und Förderbank Niedersachsen – Nbank (Antrags-Nr. ZW1-80159743)

Maschinenkonzepte und Systemintegration

  • Aktive Werkzeugaufnahme
    Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Steigerung der Produktivität von Werkzeugmaschinen mit rotierender Werkzeugaufnahme durch aktives Beeinflussen der Maschinenstruktur. Der begrenzende Faktor für die Leistung einer Werkzeugmaschine ist das dynamische und statische Verhalten. Werden Werkzeugmaschinen in den Grenzbereichen betrieben, kann es zu nicht gewollten Maschinenschwingungen kommen. Diese führen dazu, dass entweder die Bearbeitung der Werkstücke nicht beendet werden kann oder es werden Parameterwerte (Vorschub, Geschwindigkeit etc.) gewählt, die nicht die volle Maschinenleistung ausreizen.
    Team: Annika Raatz, (Alexander Boldering)
    Jahr: 2011
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 3 Jahre
  • Kühlkonzepte auf Basis elektrokalorischer Materialien
    Elektrokalorische Materialien gehören neben magneto-, elasto- und barokalorischen Materialien zur Gruppe der aktiven Materialien und besitzen die Fähigkeit, sich unter Einwirkung eines elektrischen Feldes zu erwärmen bzw. abzukühlen. Das Ziel ist es hierbei, möglichst effiziente Systeme bei möglichst kompakter Bauweise und geringem Gewicht zu realisieren.
    Team: Annika Raatz, (Phillip Blumenthal)
    Jahr: 2012
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 3 Jahre
  • iAero
    In Zusammenarbeit mit dem IFA (Institut für Fabrikanlagen und Logistik) soll in diesem Projekt eine aerodynamische Zuführanlage weiterentwickelt werden, damit Bauteile flexibel und mit hoher Stückzahl einem Folgeprozess zugeführt werden können. Basierend auf den Geometriedaten der Bauteile und einem Simulationsmodell des Orientierungsprozesses, soll die Anlage selbstständig die optimalen Einstellparameter identifizieren, einstellen und anwenden.
    Leitung: Prof. Annika Raatz, Prof. Peter Nyhuis
    Team: Torge Kolditz
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 3 Jahre
  • Unteraktuierte Handhabungssysteme
    Im Bereich „Unteraktuierte mechatronische Systeme“ werden Montagesysteme erforscht, die weniger Stellantriebe als Bewegungsfreiheiten besitzen. Der grundlegende Gedanke ist, u.a. den konstruktiven Aufwand sowie die Kosten einer konventionellen vollständigen Aktuierung gleichwertiger Systeme zu umgehen. Zwei grundlegende Themen sind hierbei die strukturellen Anforderungen an die Unteraktuierung sowie die Regelung des typischerweise stark nichtlinearen Systemverhaltens.
    Team: Tobias Recker
    Jahr: 2017

Robotergestützte Montage- und Handhabungsvorgänge

  • 3C-PKM
    Das Ziel des Projekts "Entwicklung einer parallelkinematischen Struktur für den 3C Anwendungsbereich" ist die Analyse und Weiterentwicklung der Kinematik eines Parallelroboters mit Delta-Struktur, um den Anforderungen der Handhabungs- und Montageaufgaben in der Elektronikmontage gerecht zu werden. Hierzu wird der Workflow eines möglichen Entwicklungsprozesses erarbeitet und relevante Randbedingungen sowie Zielparameter identifiziert.
    Team: Annika Raatz, (Gunnar Borchert)
    Jahr: 2012
    Förderung: DFG Erkenntnistransfer
    Laufzeit: 1,5 Jahre
  • Kollaborative Montage von Mensch und Maschine
    Die Montage stellt in der Prozesskette den letzten Schritt der Wertschöpfung dar und spielt somit eine wesentliche Rolle in der Wertschöpfungskette von Unternehmen. Die hohen Kosten- und Zeitanteile der Montage an der gesamten Produktion lassen ein erhebliches Rationalisierungspotenzial von der Montageplanung und -vorbereitung bis zur Ausführung der Montage erkennen. Des Weiteren suchen Unternehmen nach Lösungen um Problemen, die aus einer älter werdenden Belegschaft sowie einem zunehmenden Fachkräftemangel resultieren, entgegenzuwirken. Aus diesem Grund entwickelt das match kollaborative Montagesysteme und -prozesse.
    Leitung: Prof. Annika Raatz
    Team: Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2015
  • ProVorPlus (Funktionsintegrierte Prozesstechnologie zur Vorkonfektionierung und Bauteilherstellung von FVK-Metall-Hybriden)
    Um das wirtschaftliche Potenzial des FVK-basierten Leichtbaus zu steigern, wird die Herstellung von Komponenten mit einer bauteilintegrierten Hybridisierung angestrebt. Hierbei werden unterschiedliche Materialien mit verschiedenen Eigenschaften zu einem Bauteil kombiniert, wodurch eine Funktionalisierung (mechanisch, thermisch und elektrisch) der einzelnen Werkstoffe ermöglicht wird.
    Team: Annika Raatz, (Christopher Bruns)
    Jahr: 2015
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 3 Jahre
  • Robotergestützte kooperative Handhabung und Montage
    Die Handhabung und Montage von nachgiebigen und großskaligen Bauteilen ist gerade mit Blick auf die Faserverbundwerkstoffproduktion ein wichtiger Schritt in der Prozesskette. Die Probleme, die beim Handhaben von flexiblen Bauteilen auftreten können, sind ihre Formveränderung, die zu einer undefinierten Ablageposition führen können. Des Weiteren ist oftmals ein Greifen mit herkömmlichen Greifern nicht möglich.
    Team: Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2015
  • Generative Fertigung im Bauwesen
    Die Fertigung von Betonbauteilen im Bauwesen folgt seit jeher dem traditionellen manuellen Prozess, bei dem Gebäude „Stein auf Stein“ errichtet und die verwendeten Betonelemente durch eine aufwendige Holzschalung hergestellt werden müssen. Zwar verfügt das Bauwesen über leistungsstarke Berechnungssoftware und Hochleistungsbetone, der Herstellungsprozess jedoch ist aufwendig und nicht automatisiert. An dieser Stelle setzt das oben genannte Projekt an. Das Ziel ist es, eine vollautomatisierte Fertigungszelle auf Roboterbasis zu nutzen, um generativ frei geformte Betonbauteile für den Hochbau herzustellen.
    Team: Annika Raatz, (Serhat Ibrahim)
    Jahr: 2016
    Förderung: MWK
    Laufzeit: 2 Jahre
  • Orientierungseinheiten mit Seilzugaktorik
    Parallelroboter sind aufgrund ihrer hohen Taktraten sowie ihrer Positioniergenauigkeiten vor allem für Pick&Place-Operationen geeignet. Jedoch haben die parallel-kinematischen Strukturen einen entscheidenden Nachteil: Sie können Objekte exakt positionieren, aber nur eingeschränkt im Raum orientieren. Bestehende Montagezellen werden hierdurch unflexibel und lassen sich nur schwer an neue Prozesse anpassen. Am match entwickeln wir strukturelle Erweiterungen für Parallelroboter, mit denen Objekte beliebig im dreidimensionalen Raum orientiert werden können.
    Team: Annika Raatz, (Daniel Krebs)
    Jahr: 2016
    Laufzeit: 3 Jahre
  • Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen
    Im Rahmen des von der DFG geförderten Projektes „Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen“ werden am match in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT, Sulzbach/Saar) Ansätze zur Automatisierung der Handhabungsprozesse in Biobanken für die Kryokonservierung im Temperaturbereich unterhalb von -130°C erforscht.
    Leitung: Annika Raatz
    Team: Philipp Jahn
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 4 Jahre
  • SafeMate
    Ziel des Forschungsvorhabens SafeMate ist es, kollaborative Montagesysteme in branchenübergreifenden Anwendungsfällen umzusetzen und hierauf aufbauend allgemeingültige Strategien und Konzepte für die Einführung und Gestaltung solcher Systeme zu entwickeln. Diese generellen Strategien sollen in einem Leitfaden zusammengefasst werden, der Unternehmen Orientierungshilfen im Sinne von Handlungs- und Entscheidungskorridoren bei der Gestaltung von kollaborativen Montagesystemen geben soll.
    Team: Tobias Recker, Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2017
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 3 Jahre
  • Autonome mobile Robotik
    Bei der Montage und Fertigung von großformatigen Produkten und Anlagen kommen aktuell sehr große und aufwendige Handhabungs- und Montagegeräte zum Einsatz, welche aufgrund ihrer Größe und Komplexität an nur einem zentralen Produktionsstandort aufgebaut und betrieben werden können. Die entstehenden Produkte und Anlagen müssen aufwendig an ihren Bestimmungsort gebracht und dort demontiert werden. In Zukunft sollen autonome mobile Roboter dazu eingesetzt werden, diese großformatigen Maschinen direkt am Bestimmungsort zu montieren bzw. zu fertigen. Hierzu ist die Zusammenarbeit mehrerer unterschiedlicher mobiler Robotereinheiten in verschiedenen Größen erforderlich.
    Team: Tobias Recker, Henrik Lurz
    Jahr: 2018
  • Wirtschaftliche Fertigung belastungsgerechter FVK/Metall-Verbunde
    In Zusammenarbeit mit dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) soll in diesem Projekt eine wirtschaftliche Fertigung belastungsgerechter FVK/Metall-Verbunde entwickelt und optimiert werden. Dabei sollen lokale FVK-Häufungen zwischen zwei Stahlblechen angeordnet und fixiert werden. Anschließend wird der Lagenaufbau in eine zweistufige Presse zur Imprägnierung und Umformung übergeben.
    Team: Annika Raatz, (Christoph Schumann)
    Jahr: 2018
    Förderung: EFB/AiF
    Laufzeit: 2 Jahre
  • TRR 277 Additive Manufacturing in Construction
    Während die Produktivität in der Fertigungsindustrie in den meisten Bereichen einen linearen Zuwachs verweisen kann, stagniert dieser Wert im Bauwesen seit etwa 50 Jahren. Dabei liegt die Ursache im hohen manuellen Aufwand zur Erzeugung komplexer Schalungselemente. Ziel des TRR 277 ist es, dies durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren zu vermeiden. Dabei wird ein fachübergreifender Ansatz unter Berücksichtigung von Planung, Fertigung und Montage verfolgt, um zukünftig anforderungsgerechte Betonelemente schalungsfrei, sowie energie- und ressourcenschonend bereitzustellen.
    Team: Lukas Lachmayer
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 4 Jahre

Fertigungsverfahren

  • Schartigkeit von Fräsern
    Die Ungleichmäßigkeit entlang der Schneidkante, die sogenannte Schartigkeit, beeinflusst signifikant das Verschleißverhalten von Zerspanwerkzeugen. Die Bewertung und Auslegung der Schneidkantenschartigkeit von Zerspanwerkzeugen erfordert eine einheitliche material- und prozessspezifische Kenngröße. Allerdings existieren aktuell keine Kenngrößen, die den Einfluss der Schartigkeit auf das Einsatzverhalten hinreichend genau beschreiben. Ziel ist daher die Kenntnis des Einflusses der Fräserherstellung auf die Schneidkantenschartigkeit und deren Wirkung auf das Einsatzverhalten sowie die Entwicklung einer Kennzahl zur Bewertung der Schartigkeit. Dabei werden eine einheitliche Charakterisierung der Schartigkeit sowie eine Definition von werkzeug- und prozessspezifischen Schartigkeitsgrenzwerten angestrebt.
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 12/2018-11/2019
    © Sascha Beblein
  • Energieeffiziente Prozessketten für einen reibungs-, gewichts- und lebensdaueroptimierten An-triebsstrang
    Im Projekt Antriebsstrang 2025 werden innovative Prozessketten und hybride Werkzeugkonzepte entwickelt, welche die Herstellungs- und Nutzungsphase von Antriebskomponenten energie- und ressourceneffizienter gestalten. Anschließend erfolgt eine ökologische Bewertung und eventuelle Anpassung der entwickelten Prozessketten anhand von Online-Daten. Ziel ist es, die Energie- und Ressourceneffizienz in der Herstellung und Nutzung der Antriebsstrangkomponenten zu erhöhen und somit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.
    Leitung: Alexander Krödel
    Team: Handrup, Katzsch, Kettelmann, Meyer, Pillkahn, Schmidt
    Jahr: 2018
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 09/2018 - 08/2021
    © Miriam Handrup
  • Antriebsstrang 2025
    Energieeffiziente Prozessketten zur Herstellung eines reibungs- gewichts- und lebensdaueroptimierten Antriebsstrangs
    Leitung: Dr.–Ing. Benjamin Bergmann
    Team: Miriam Handrup, Daniel Katzsch, Philipp Pillkahn, Leon Reuter, Christopher Schmidt
    Jahr: 2018
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
    Laufzeit: 09/2018-02/2022
    © IFW
  • Ressourceneffizientes Schleifen mit grobkörnigem CBN
    Die Verwendung von grobkörnigen Schleifscheiben bietet durch hohen Kornüberstand die Möglichkeit, Schleifprozesse auch für hohe Materialabtragsraten einzusetzen. Die neuerliche Verfügbarkeit von grobkörnigem CBN erlaubt weiterhin die Bearbeitung von weichen sowie gehärteten Stählen. In diesem Projekt werden das Einsatzverhalten und die mechanischen, sowie thermischen Einflüsse auf das Werkstück untersucht. Dabei steht vor allem der Vergleich unterschiedlicher Korngrößen und die Determinierung der jeweiligen Prozessgrenzen im Fokus der Untersuchungen. Abschließend wird die Ressourceneffizienz mit Prozessen aus der geometrisch bestimmten Zerspanung verglichen.
    Leitung: Michael Wilckens
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 11/2018-10/2020
    © IFW
  • Herstellung und Einsatzverhalten von Zerspanwerkzeugen aus Gestein
    Für die Herstellung moderner konventioneller Schneidstoffe werden oftmals seltene Rohstoffe wie z.B. Wolfram oder Kobalt benötigt, deren Verfügbarkeit begrenzt ist. Dies und der vergleichsweise hohe Energiebedarf der konventionellen Schneidstoffherstellung schaffen Gründe ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Alternativen zu entwickeln. Die Verwendung natürlicher Gesteine als Schneidstoff könnte eine solche Alternative darstellen. Daher wird in diesem von der DFG geförderten Forschungsprojekt die Eignung natürlicher Gesteine als Schneidstoff sowie die Herstellung und das Einsatzverhalten von Zerspanwerkzeugen aus natürlichen Gesteinen untersucht.
    Leitung: apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Bernd Breidenstein
    Team: Philipp Wolters
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2019-04/2022
    © IFW, Leibniz Universität, Dr. U. Wolters
  • Wissensbasierte Auslegung des Fertigungsprozesses von Schleifwerkzeugen
    Individuelle Schleifwerkzeuge werden in vielen unterschiedlichen Anwendungsfällen, wie dem Werkzeugschleifen und dem Profilschleifen eingesetzt. Die Entwicklungskosten der Schleifwerkzeuge und einer angepassten Prozesskette sind derzeit hoch. CAE-Technologien, wie die Simulationen des Mischens, werden in diesem Gebiet der Fertigungstechnik nicht eingesetzt. Das Potenzial einer individualisierten Parametrierung mittels Modellen und Simulationsergebnissen ist hoch. Das Ziel des hier geplanten Forschungsvorhabens ist die Verfügbarkeit eines neuartigen Sinterprozesses in verlorenen Formen für die Herstellung mehrschichtiger Schleifwerkzeuge mit definierter Porosität, der mittels CAE-Methoden parametrierbar ist.
    Jahr: 2019
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 04/2019-09/2021
    © IFW
  • Deep Rolled Welds: Erhöhte Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen in der Windenergie durch Festwalzen
    Die Ermüdungsfestigkeit von Stumpfnahtverbindungen ist signifikant von deren Eigenspannungszustand abhängig. Ein Fertigungsverfahren zum Einbringen von für die Ermüdungsfestigkeit positiv wirkenden Druckeigenspannungen ist das Festwalzen. In diesem Projekt wird der Festwalzprozess für Stumpfnahtverbindungen dicker Bleche qualifiziert und der Einfluss des Verfahrens auf das Ermüdungsrisswachstum quantifiziert.
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF-IGF
    Laufzeit: 06/2019 – 11/2021
    © IFW, Hb
  • Oberflächenentstehung beim Fräsen unter Berücksichtigung der Werkzeugmikrogeometrie
    Ziel dieses Forschungsvorhabens ist das Verständnis der Oberflächenausprägung am Beispiel des Flankenfräsens unter besonderer Berücksichtigung der Werkzeugmikrogeometrie und der Prozessstellgrößen. Ein wesentlicher Aspekt des Projekts besteht in der Methodenentwicklung für die Erweiterung von Zerspansimulationen um die geometrischen Merkmale höherer Ordnung. Hierfür wird erstmalig der Ansatz der kontinuierlichen Wavelettransformation herangezogen und entsprechend weiterentwickelt.
    Leitung: Henke Nordmeyer
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2019-07/2022
    © IFW
  • Leistungssteigerung durch laserbearbeitete Hartmetallwerkzeuge
    Bei spanenden Prozessen kann die Spanform die Prozesssicherheit negativ beeinflussen. Zur Vermeidung ungünstiger Spanformen können Spanleitstufen eingesetzt werden, die bei Sonderwerkzeugen jedoch nicht während des Pressens eingebracht werden können. Daher stellt in diesen Fällen die Laserbearbeitung eine Alternative dar. In diesem Vorhaben wird eine optimierte Spanleitstufe für Formdreh- und Aufbohrwerkzeuge ausgelegt, welche mittels Laserablation hergestellt wird.
    Leitung: Marita Murrenhoff
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 10/2019 – 09/2021
    © IFW
  • Leistungssteigerung metallisch gebundener CBN-Werkzeuge durch kryogene Kühlung
    Untersuchung der technologischen Grundlagen zur Produktivitätssteigerung des Schleifprozesses durch einen effektiven Wärmetransport aus der Kontaktzone. Im Fokus steht hier die Kombination eines wärmeleitenden Schleifbelags (Korn, Bindung) mit kryogener Kühlung.
    Leitung: apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Bernd Breidenstein
    Team: Lennart Köhler
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 11/2019 – 10/2021
    © IFW
  • Erhöhung der Leistungsfähigkeit beim Fräsen von Titan- und Nickelbasislegierungen durch Schaftfräser mit Freiflächenmodifikation
    Titan- und Nickelbasiswerkstoffe bewirken in der mechanischen Bearbeitung im Vergleich zur Bearbeitung von Eisenbasiswerkstoffen eine erhöhte Werkzeugbelastung. Ziel ist es, durch den Einsatz von Schaftfräsern mit Freiflächenmodifikation den Freiflächenverschleiß zu begrenzen und die Standzeit und die Produktivität der Werkzeuge zu steigern.
    Leitung: Sebastian Worpenberg
    Jahr: 2019
    Förderung: Aif
    Laufzeit: 08/2019-07/2021
    © IFW
  • Kombinationsverfahren aus Schleifen und Walzen
    Im Rahmen des Projekts „Schleifwalzen“ wird derzeit erforscht, in welcher Weise die Leistungsgrenzen des Schleifprozesses – Rauheiten und Zugeigenspannungen – durch eine Verfahrenskombination mit dem Festwalzen kompensiert werden können. Hierzu wird zunächst ein Bearbeitungskonzept erarbeitet. Anschließend erfolgt die Erforschung der jeweiligen Prozessgrenzen sowie der resultierenden Bauteilqualität des Kombinationsprozesses. Am Ende des Projektes erfolgt eine Gegenüberstellung mit konkurrierenden Verfahren aus der geometrisch bestimmten Zerspanung, um so eine Einordnung in den Stand der Technik vorzunehmen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Tobias Gartzke
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 05/2019-04/2021
    © IFW
  • Mechanisches Abrichten von Trennschleifscheiben in der Bauindustrie
    Anwendung der aus anderen Schleifverfahren etablierten Technologie des Abrichtens auf Trennschleifprozesse in der Bauindustrie. Das gezielte Zurücksetzen der Bindung erlaubt eine Reduktion der Bearbeitungskräfte, die Minimierung von Nebenzeiten und die Erhöhung der Werkzeugstandzeiten. So kann eine Erhöhung der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit erreicht werden.
    Leitung: Dr. Christian Pelshenke (FGW), Dr. Alexander Krödel
    Team: Lennart Köhler, Timo Koll (IFW Remscheid)
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 02/2019-01/2021
    © IFW
  • Ressourceneffizientes Schleifen von PcBN-Schaftwerkzeugen
    Das Ziel dieses Vorhabens ist die Verfügbarkeit eines angepassten Umfangsschleifprozesses zur Bearbeitung von PcBN-Schaftwerkzeugen. Das Verschleißverhalten der zur Bearbeitung des hochharten Werkstoffs eingesetzten Diamantschleifwerkzeuge ist im Vergleich zur Bearbeitung anderer Schneidstoffe hoch und beim Nutentiefschleifen an Schaftwerkzeugen lokal unterschiedlich. In diesem Forschungsvorhaben werden Erkenntnisse über die Schleifprozessauslegung, den Abrichtprozess und die Schleifwerkzeugauslegung generiert, sodass das Schleifen von PcBN produktivitäts- und qualitätsangepasst durchgeführt werden kann.
    Leitung: Dominik Müller-Cramm
    Jahr: 2019
    Förderung: AIF IGF
    Laufzeit: 12/2019–03/2022
    © IFW, Mitsubishi Materials
  • Kegelrollenlager: Hartfräsen von Mikroschmiernäpfen zur Reibungs- und Verschleißreduktion
    Durch spanend in die Oberfläche eingebrachte Mikrostrukturen lassen sich die Reibung und der Verschleiß an tribologisch hoch beanspruchten Bauteilen reduzieren. Bei Wälzlagern der Bauform „Kegelrollenlager“ liegen an der Borde des Lagerinnenrings ebensolche hohe tribologische Lasten vor. Das IMKT und IFW untersuchen deshalb im Rahmen dieses Projekts einerseits die Herstellung (IFW) und andererseits den Einfluss von Mikroschmiertaschen auf die tribologischen Verhältnisse und die Lebensdauer von Kegelrollenlagern (IMKT).
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Kolja Meyer
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 12/2019-12/2021
    © IFW
  • Exzellenzcluster PhoenixD – Design und Herstellung von Präzisionsoptik
    Die Anforderungen an optische Elemente nehmen stetig zu. Die Herstellung eines individuellen und hochfunktionalen optischen Elements ist nach heutigem Stand der Technik aufwendig und komplex. Die mehrstufigen Produktionsmethoden werden häufig durch Handarbeit in Verbindung mit hohen Kosten realisiert. Aus diesem Grund versuchen die Wissenschaftler des Exzellenzclusters „PhoenixD“, als eine Initiative, Design und Herstellung von Präzisionsoptiken neu zu definieren Das IFW erforscht die Additive/Subtraktive Fertigung, Simulationsbasierte Prozessplanung und Feinpositioniersysteme, die in der visionären Produktion von Präzionsoptik realisiert werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Denkena
    Team: Malek, Schmidtamann, Bild
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/20219 - 12/2022
    © IFW
  • Digitaler Fingerabdruck zur markierungsfreien, branchenübergreifenden Bauteilidentifikation in der zerspanenden Prozesskette
    Gefälschte Produkte, gerade von Sicherheitskritischen Bauteilen, sind seit langem ein großes Problem im deutschen Maschinen- und Anlagenbau. Ein eindeutiger Nachweis, dass es sich bei einem Regressanspruch um ein Plagiat handelt, ist durch die aktuell verwendeten applizierbaren Markierungen nur schwer möglich. Diese besitzen eine unzureichende Fälschungssicherheit und einen geringen Schutz gegen eine Entfernung oder Beschädigung. Vor diesem Hintergrund soll die Möglichkeit der markierungsfreien Bauteilidentifikation im Produktlebenszyklus erforscht werden. Ein Ansatz besteht darin, die für jeden Prozess spezifische Bauteiloberfläche als Identifikationsmerkmal zu verwenden.
    Leitung: apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Bernd Breidenstein
    Team: M. Sc. Hendrik Voelker
    Jahr: 2020
    Förderung: Aif
    Laufzeit: 11.2020 – 10.2022
    © IFW
  • Kontinuierliches Wälzschleifen von Zerspanwerkzeugen
    In diesem Vorhaben wird der aus der Bearbeitung von Zahnrädern bekannte kontinuierliche Wälzschleifprozess auf die Fertigung von drehsymmetrischen Zerspanwerkzeugen, wie beispielsweise Bohrer und Fräser, übertragen. Die aus diesem Verfahrenstransfer resultierenden Prozessvorteile umfassen unter anderem eine erhöhte Prozessproduktivität, eine verbesserte Güte der geschliffenen Zerspanwerkzeuge und die Möglichkeit zur prozessbegleitenden Verschleißkompensation der Schleifscheiben. Gleichzeitig wird die Anzahl an notwendigen Schleifwerkzeugen und separaten Schleifoperationen im Vergleich zu dem üblicherweise eingesetzten Werkzeugschleifverfahren reduziert.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Philipp Wolters
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 05/2020 – 09/2022
    © IFW
  • Produktives Schleifen von PcBN mit Metallbindung
    Die Schleifbearbeitung von Wendeschneidplatten aus polykristallinem Bornitrid (PcBN) verursacht einen hohen Schleifscheibenverschleiß. Durch die anwendungsoptimierte Herstellung bronzegebundener Diamantschleifscheiben werden die Hartstoffkörner länger im Prozess gehalten und der Schleifscheibenverschleiß wird reduziert. Gleichzeitig wird die Schnittfähigkeit der Schleifscheibe über die Anpassung des Abrichtprozesses kontinuierlich erhalten. So wird das G-Verhältnis aus Schleifscheibenverschleiß und abgetragenem Werkstückstoff deutlich erhöht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Michael Wilckens
    Jahr: 2020
    Förderung: AIF
    Laufzeit: 11/2020–10/2022
    © IFW
  • TopGewinde – Tribologisch optimierte Oberflächentopografien zur Lebensdauersteigerung von Gewindetrieben durch das Wirbelverfahren
    Gewindespindeln werden eingesetzt, um rotatorische Bewegung in translatorische Bewegung zu übersetzen. In Hebeböcken und insbesondere auch Schwerlasthebeanlagen werden häufig mittels Wirbeln hergestellte Gewindetriebe eingesetzt, bei denen eine verschleißreduzierende Optimierung der Kontaktflächen zu einer höheren Lebensdauer führen kann. Diese gewirbelten Gewindespindeln weisen bearbeitungsbedingte Oberflächenmikrostrukturen auf, die ein Schmiermittelrückhaltevolumen darstellen können. Hierdurch besteht das Potential die Reibung dieser gewirbelten Gewindespindeln zu verringern und die Lebensdauer gegenüber konventionell gerollten Spindeln zu steigern. Der genaue Zusammenhang zwischen dem Bearbeitungsprozess, der Gestalt der Mikrostrukturen und der reibungsreduzierenden Wirkung wird im Rahmen des Projektes TopGewinde gemeinsam mit dem Unternehmen Bornemann Gewindetechnik (www.bornemann.de) erforscht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. B. Denkena
    Team: Christian Wege
    Jahr: 2020
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 10/2020 – 12/2022
    © IFW
  • Gradierte Schleifscheiben für das Spannutenschleifen von Vollhartmetallfräsern
    Der bisherige Einsatz von Schleifscheiben mit einer konstanten Kornkonzentration im Schleifbelag führt, z.B. bei der Herstellung von Vollhartmetallfräsern mittels Spannutenschleifen, zu einem ungleichmäßigen Verschleiß des Schleifwerkzeuges. Ziel ist es, durch eine belastungsangepasste Einstellung eines Kornkonzentrationsgradienten im Schleifbelag, ein möglichst homogenes Verschleißverhalten während dem Schleifprozess einzustellen. Ebenso soll ein, an die gradierten Schleifbeläge angepasster, Abrichtprozess untersucht werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Daniel Raffalt
    Jahr: 2020
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 03/2020-02/2022
    © IFW
  • Prozesskette zur geschlossenen additiv-subtraktiven Fertigung von Titanbauteilen mit Recyclingmaterial
    Ziel des Projektes Return II ist ein übergreifender Werkstoffkreislauf zwischen additiven und subtraktiven Prozessketten in der Herstellung von Titanbauteilen zur Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz durch die Entwicklung einer Fertigungsprozesskette zur Umwandlung von Spanmaterial in Pulver.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Jonas Matthies
    Jahr: 2020
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 5/2020 – 05/2023
    © IFW
  • Sauerstofffreie Zerspanung von Titanlegierungen
    Die hohe Reaktivität von Titanlegierungen mit Sauerstoff schränkt die Ressourceneffizienz der gesamten Prozesskette stark ein. Daher wird im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1368 die sauerstofffreie Produktion erforscht und dabei die geometrisch bestimmte Zerspanung von Titanlegierungen durch das Teilprojekt B03 abgebildet. Das Ziel ist es, Kenntnisse über die Wirkzusammenhänge zwischen der Umgebungsatmosphäre des Zerspanprozesses, resultierender oxidationsbedingter Verschleißeffekte sowie der Beeinflussung und gezielten Einstellung von Reaktionsprodukten auf der Bauteiloberfläche zu erlangen.
    Leitung: Marc-André Dittrich
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 1/2020 – 12/2023
    © IFW
  • SPP 2231: Kopplung experimenteller und numerischer Methoden zur mehrskaligen Analyse der Wirkmechanismen von Kühlschmierstrategien in Zerspanprozessen
    Zur Realisierung effizienter Produktionsprozesse ist das Verständnis über den zielgerichteten Einsatz von Kühlschmierstoffen (KSS) notwendig. Innerhalb dieses Forschungsvorhabens wird der Einfluss von Kühlschmierstrategien auf die Spanbildung sowie die mechanische und thermische Belastung des Schneidkeils mittels Mikrokinematographie untersucht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Lars Ellersiek
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
  • SFB 1368 – C04: Bearbeitungskonzepte für die sauerstofffreie Feinbearbeitung
    Das Ziel des Sonderforschungsbereichs „Sauerstofffreie Produktion“ ist das grundlegende Verständnis über die Vorgänge und Mechanismen in den Prozessen der Fertigungstechnik, die unter vollständigem Ausschluss von Sauerstoff durchgeführt werden. Teilprojekt C04 tritt im Projektbereich C als Befähiger auf und wird u. a. die chemischen Vorgänge der Schleifwerkzeugherstellung sowie die Materialtrennmechanismen beim Schleifen in sauerstofffreier Atmosphäre untersuchen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Nils Hansen
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2020-12/2023
    © IFW
  • Bedarfsgerechte Konstruktion und Herstellung von schadenstoleranten Implantatverbindungen
    Um eine Hüftendoprothese an die individuelle Patientenanatomie anzupassen, ist der Einsatz von modularen Hüftendoprothesen möglich. Jedoch wird durch diese Modularität eine weitere Schnittstelle in das Implantat eingebracht. An dieser kann infolge von Mikrobewegungen Verschleiß auftreten, der im Versagen des Implantats resultiert. Daher ist es notwendig im Rahmen des Transregio-Sonderforschungsbereichs Sicherheitsintegrierte und infektionsreaktive Implantate (SIIRI) Kenntnisse über die Wechselwirkung der Versagensmechanismen der Schnittstellen mit den Oberflächentopographien zu erlangen. Das Ziel ist es durch Methoden der Fertigungstechnik gezielt die Randzonen und Oberflächeneigenschaften einzustellen und somit schädigungstolerante Implantatschnittstellen zu entwickeln.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Dr.-Ing. Benjamin Bergmann
    Team: Beate Legutko
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/21-06/25
    © IFW
  • Einfluss der Schneidkantenpräparation auf den Eigenspannungszustand in PKD und PcBN
    Die Schneidkantenpräparation von Werkzeugen aus den hochharten Schneidstoffen polykristallinem Diamant (PKD) und polykristallinem kubischem Bornitrid (PcBN) beeinflussen nicht nur die Geometrie und Topographie der betreffenden Zerspanwerkzeuge, sondern auch den Eigenspannungen im Schneidstoff. Der Bereich der Schneidkante kann hier als besonders kritisch angesehen werden. Etablierte Verfahren zur Eigenspannungsmessung mittels Röntgenbeugung können aufgrund der mikroskopischen Geometrie nicht verwendet werden. Daher wird die Raman-Spektroskopie für diese Anwendung eingesetzt und die Ausbildung der Eigenspannungen im Schneidkantenbereich ortsaufgelöst ermittelt. Als Präparationsprozesse werden die Laserablation, das Schleifen und Brüsten und der Erodierprozess eingesetzt.
    Leitung: apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Bernd Breidenstein
    Team: M.Sc. Nils Vogel
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 03/2021 – 08/2023
    © Vo/95211 IFW
  • Gefügeausbildung der additiven Fertigung von Titanlegierungen und Einfluss auf die Zerspanbarkeit
    Titanlegierungen sind heute für viele Hochleistungsanwendungen unabdingbar. Eine aktuelle Entwicklung ist die additive Fertigung von Titanbauteilen. Aufgrund der Anforderungen an die Oberflächengüte und die Formtoleranz müssen diese Bauteile in der Regel spanend nachbearbeitet werden. Durch die Prozesscharakteristik der additiven Fertigung entstehen Gefüge- und Materialeigenschaften, die sich signifikant von denen konventionell urgeformter Titanhalbzeuge unterscheiden. Durch eine gezielte Prozesssteuerung sollen im Rahmen dieses Projekts Gefügeeigenschaften maßgeschneidert eingestellt um so beispielsweise die Zerpanbarkeit in nachzubearbeitenden Bereichen gezielt zu verbessern.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: M. Sc. Sebastian Worpenberg
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2021-09/2023
    © IFW
  • SFB/TR73-T09: Vor-Ort-Bearbeitung von komplexen und kostenintensiven Investitionsgütern
    Ziel des Vorhabens ist die Überführung der Erkenntnisse zur gezielten Randzonenmodifikation beim Schleifen in die industrielle Anwendung auf eine mobile Werkzeugmaschine des Kooperationspartners Picum MT GmbH, um eine Bearbeitung von komplexen und kostenintensiven Investitionsgütern Vor-Ort zu realisieren. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit bei der Instandhaltung komplexer Investitionsgüter wesentlich gesteigert. Es erfolgt eine Anpassung der Prozessauslegung hinsichtlich der veränderten Kühl- und Schmiersituation außerhalb einer geschlossenen Werkzeugmaschine. Hierfür werden mit dem Kooperationspartner BDW-BINKA Diamantwerkzeug GmbH neue Werkzeugkonzepte entwickelt, die eine Bearbeitung ohne Kühlschmierstoff erlauben und gleichzeitig den Anforderungen an die Oberflächen- und Randzoneneigenschaften, bei ausreichender Werkzeugstandzeit, gerecht werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. B. Denkena
    Team: Michael Keitel (IFW)
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 03/2021 – 03/2023
    © Kei/98960
  • Simulative Auslegung und wissensbasierte Herstellung PVD-beschichteter Zerspanwerkzeuge
    Das Ziel des Forschungsvorhabens ist das Verständnis der Wirkzusammenhänge zwischen den Eigenschaften von PVD-Hartstoffschichten und der Schneidkantenmikrogeometrie auf die daraus resultierenden Verschleiß- und Versagensphänomenen im unterbrochenen Schnitt. Hierzu werden FE-basierte Spanbildungssimulationen eingesetzt. Innerhalb dieser Simulationen werden lokale Last- und Eigenspannungen der beschichteten Werkzeuge integriert. Hierdurch wird es ermöglicht das spannungsinduzierte Werkzeugversagen, sowie die kontinuierliche, verschleißbedingte Änderung der Werkzeuggeometrie erstmalig für den unterbrochenen Schnitt abzubilden.
    Leitung: apl. Prof. Dr. rer.nat. habil. Bernd Breidenstein, Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin
    Team: Florian Grzeschik (IFW), Nina Stachowski (IOT)
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 12/2021-11/2024
  • Ermüdungsfestigkeit hochfester Offshore-Feinkornbaustähle mit und ohne Nachbehandlung (HSS-FAT-OWEC)
    Die Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen ist signifikant niedriger, als die des Grundwerkstoffs der einzelnen Bleche. Dies ist in der lokalen Nahtgeometrie und den lokalen Randzoneneigenschaften begründet. Daher sind Nachbehandlungsprozesse zur Steigerung der Ermüdungsfestigkeit der Schweißverbindungen notwendig. In diesem Projekt wird die automatisierte Nachbehandlung mittels Festwalzen und Hämmern für Stumpfnahtverbindungen dicker Bleche aus hochfesten Offshore-Feinkornbaustählen qualifiziert.
    Leitung: Apl. Prof. Dr. rer. nat. Bernd Breidenstein Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann (Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover)
    Team: Steffen Heikebrügge Christian Dänekas (Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover) Jan Kulikowski (Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover)
    Jahr: 2021
    Förderung: AiF-IGF
    Laufzeit: 01/2021–06/2023
    © IFW
  • Auslegung von Prozessstellgrößenmodulationen für die Stahlbearbeitung mit Kühlschmierung – ProMod KSS
    Drehprozesse werden zumeist als stationäre Prozesse betrachtet, bei denen die Prozessstellgrößen für eine spezifische Kombination aus Werkzeug, Werkstück und Bearbeitungsaufgabe unverändert bleiben. Eine Modulation, das heißt eine kontinuierliche Veränderung der Prozessstellgrößen über die Lebensdauer eines Werkzeugs, kann jedoch Vorteile hinsichtlich des Werkzeugverschleißverhaltens bieten.
    Leitung: Prof- Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Arnd Heckemeyer
    Jahr: 2021
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 04/2021-01/2023
    © IFW
  • Grundlage für den wirtschaftlichen Einsatz von Stäbchenkorundschleifscheiben
    Die Fertigung hochbeanspruchter Bauteile erfordert häufig einen Endbearbeitungsschritt, der eine hohe Oberflächenqualität und präzise Formtoleranz der Bauteile gewährleistet. Die Endbearbeitung mittels Schleifen ermöglicht eine hohe Präzision und Produktivität bei der spanenden Bearbeitung von Bauteilen. Dem stehen hohe Schnittenergien gegenüber, die zu Schleifbrand der Bauteile führen können. Der hohe Energiebedarf, der durch Nebenaggregate erzeugt wird, führt zusätzlich im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren zu einer ineffizienten Energienutzung. Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover untersucht daher den Einsatz des neuartigen Schleifmittels Stäbchenkorund, der durch seine Geometrie und Art zu einer Reduzierung der Energie beim Schleifen von Bauteilen führt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Christian Heller
    Jahr: 2021
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 10/21-09/23
    © Ka/114263©IFW
  • Hocheffiziente Seilschleifsegmente mittels additiver Siebdrucktechnologie (SiebSeil)
    Entwicklung von Seilschleifwerkzeugen mit cBN-Körnern und deterministisch besetzten Schleifsegmenten für die effiziente Zerspanung von bewehrtem Beton mit einem hohen Stahlanteil.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Lennart Köhler, Fraunhofer IFAM Dresden, DIABÜ Diamantwerkzeuge, Heinz Büttner GmbH, Cedima, Diamantwerkzeug- und Maschinenbaugesellschaft mbH, CCD Diamanttechnik Inhaber Uwe Gerecke e.K.
    Jahr: 2021
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 06/2021 – 05/2024
  • Belastungsoptimierte Auslegung von Schneidkantenmikrogeometrien für industrielle Prozesse - DFG Erkenntnistransfer
    Für eine maximale Leistungsfähigkeit muss die Mikrogeometrie von Zerspanwerkzeugen an den zu bearbeitenden Werkstoff und die vorliegenden Belastungen während des Einsatzes angepasst werden. Das große Potential der Schneidkantenverrundung wurde bisher im Orthogonal- und Außenlängsdrehen nachgewiesen. Für den Anwendungspartner MAPAL Dr. Kress KG stellt insbesondere das Innendrehen ein relevantes Anwendungsfeld dar, welches durch abweichende Kontaktbedingungen (effektiver Span- und Freiwinkel) und Belastungen geprägt ist. Die Anwendung belastungsoptimaler Verrundungen für diesen Prozess bietet erhebliches Potential zur Steigerung der Werkzeugleistungsfähigkeit.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Malte Kraeft
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2022-06/2024
    © IFW
  • ARGONAUT – Effiziente und ressourcenschonende Fertigung von Luftfahrtgetrieben
    Im Verbundprojekt ARGONAUT – „AircRaft GearbOx desigN And manUfacturing of Tomorrow“ untersucht das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Universität Hannover in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Liebherr Aerospace und weiteren Forschungsstellen die Optimierung des Konstruktions- und Fertigungsprozesses von Getrieben für Luftfahrzeuge. Das IFW untersucht hierbei zum einen die ressourceneffiziente spanende Bearbeitung durch angepasste Kühlschmierstrategien und zum anderen die Auslegung innovativer Drehprozesse zur Steigerung der Produktivität und Prozesssicherheit mittels virtueller Prozessgestaltung.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Marita Murrenhoff (IFW Hannover), Felix Zender (IFW Hannover), RWTH Aachen, Fraunhofer-Gesellschaft, TU München, TU Chemnitz
    Jahr: 2022
    Förderung: BMWK
    Laufzeit: 01/2022 – 03/2025
    © IFW

MAR - Materialentwicklung, -analytik und -recycling

  • Recycling vernetzter Schaumstoffe
    Schaumstoffe erfüllen in der industriellen Produktion und im Transport eine enorm wichtige Funktion, da diese für vielfältige Universalverpackungen oder auch Verpackungspolster benötigt werden. Nur so können wertvolle Güter sicher gelagert und transportiert werden. Insbesondere die große Anzahl an chemisch und physikalisch vernetzten Schaumstoffen, welche sich in Struktur, Dichte und Farbe unterscheiden, spielt eine gewichtige Rolle für die Herstellung maßgeschneiderter Transport- und Verpackungslösungen. Problematisch ist jedoch die Tatsache der derzeit sehr eingeschränkten Möglichkeiten des Recyclings von vernetzten Schaumstoffabfällen, die natürlich während der Verarbeitung und nach dem Gebrauch entstehen.
    Jahr: 2021
    © Pixabay
  • Recycling von Multilayer-Kunststofffolien
    Der Einsatz mehrschichtiger Kunststofffolien ist elementar für zahlreiche Bereiche in Transport, Medizin und auch bei der Verpackung von Lebensmitteln. Durch die Kombination verschiedener Kunststofftypen in einer Folie werden sowohl die mechanischen, als auch die schützenden Barriereeigenschaften in Bezug etwa auf Durchlässigkeit von Sauerstoff und Feuchtigkeit optimiert.
    Jahr: 2021
    © Pixabay

Transporttechnik

Soft Material Robotic Systems

  • Kohärente Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter – Die Soft Material Robotics Toolbox (SMaRT)
    Im Projekt SMaRT („Soft Material Robotics Toolbox“) forscht das match zusammen mit dem Institut für mechatronische Systeme (imes) und dem Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS) an einer kohärenten Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter.
    Team: Mats Wiese
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 6 Jahre
  • Soft Material Robotic Systems
    Im Forschungsbereich Soft Material Robotic Systems (SMRS) beschäftigen wir uns mit Roboterstrukturen aus weichen und nachgiebigen Materialien, die - im Gegensatz zu ihren Pendants aus harten Materialien wie Stahl oder Aluminium - inhärente Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Menschen aufweisen. Diese Sicherheit prädestiniert SMRS beispielsweise für den Einsatz in kollaborativen Montagearbeitsplätzen, wo sich Mensch und Roboter im selben Arbeitsraum bewegen und miteinander interagieren.
    Team: Ditzia Susana Garcia Morales, Serhat Ibrahim, Mats Wiese, Jan Peters
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG Schwerpunktprogramm
    Laufzeit: 6 Jahre

SFB 871 Produkt-Regeneration

  • SFB 871 - Teilprojekt A1: Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen Hochbeanspruchter Triebwerksbauteile
    Die Zielsetzung ist die Entwicklung einer Mehrparameter-Hochfrequenz-Wirbelstromtechnik zum empfindlichen Nachweis von lokalen Defekten und Werkstoffzuständen in Scantechnik sowie die Entwicklung einer neuartigen dynamischen Induktions-Thermographie zur schnellen bildhaften Prüfung und Bewertung der Randzoneneigenschaften von profilierten Bauteil-Mehrschichtsystemen.
    Jahr: 2011
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2010 - 12/2013
  • SFB871 Regeneration komplexer Investitionsgüter – Teilprojekt B6: Lichtbogenprozesse für Reparaturschweißverfahren an Hochleistungsbauteilen aus Ti Legierungen
    Die Integrität von komplexen Flugtriebwerksteilen kann, sofern es der Werkstoff und die Bauteilgeometrie zulassen, durch Fügeprozesse wiederhergestellt werden. Ziel des Teilprojektes B6 ist es, moderne Lichtbogenschweißverfahren als Reparaturverfahren für die Wiederherstellung beschädigter Triebwerksbauteile aus Titanlegierungen zu etablieren und damit einen Beitrag zu leisten, diese hoch beanspruchten Komponenten nach der Regeneration dem Lebenszyklus des Investitionsgutes wieder zuzuführen. Die Herausforderung besteht dabei darin, bei der Regenration den Wärmeeinfluss durch das Schmelzschweißen durch besonders wärmearme Lichtbogenschweißverfahren, wie z.B. das MIG(ColdArc)-, das Mikroplasma- und das leistungsarme WIG(SHARC)-Schweißen zu minimieren.
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2014 - 12/2017
  • SFB871: Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse (Teilprojekt B1)
    Komponenten in Flugzeugtriebwerken und stationären Gasturbinen, wie Turbinen- und Verdichterschaufeln (Lauf- und Leitschaufeln) sind extremen Bedingungen ausgesetzt. Um die Lebensdauer solcher Komponenten zu erhöhen, spielen Wartung, Reparatur und Überholen (MRO) eine immer größer werdende Rolle. Das Teilprojekt B1 des SFB871 entwickelt und erforscht eine endkonturnahe füge- und beschichtungstechnische Hybridtechnologie, mit der es möglich ist, die dem aktuellen Stand der Technik entsprechende Prozesskette zur Turbinenschaufelreparatur wesentlich zu verkürzen. Die in diesem Teilprojekt entwickelte Hybridtechnologie bezieht sich auf Turbinenschaufeln der Hochdruckturbine, sodass der Fokus von der werkstoffwissenschaftlichen Seite auf Nickelbasislegierungen liegt. Die Verkürzung der Prozesskette wird bewerkstelligt, indem das zur Reparatur benötigte Nickelbasislot zusammen mit der Heißgaskorrosionsschutzschicht (z.B. NiCoCrAlY-Legierungen) und der Wärmedämmschicht (WDS) mit Aluminium als Haftvermittler durch thermisches Spritzen (TS) auf das zu reparierende Substrat (Bauteil) appliziert wird. Es ergibt sich folgende Materialkombination: Substrat/Nickelbasislot/NiCoCrAlY/Al/WDS. Anschließend wird dieses Werkstoffsystem einer gemeinsamen Wärmebehandlung unterzogen und so ein kombinierter Löt-/Alitierprozess ermöglicht. Somit ist die Arbeitshypothese dieses Forschungsvorhabens, einen thermischen Beschichtungs- und Fügeprozess in einen gemeinsamen integrierten Hybridprozess überführen zu können und dabei sowohl qualitative als auch wirtschaftliche Vorteile zu erzielen
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2017
  • SFB871: Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse (Teilprojekt B1)
    Ziel des Forschungsvorhabens ist die Kombination des Reparaturlötens mit der Heißgaskorrosionsschutzbeschichtung in einem gemeinsam integrierten Prozess, um die dem Stand der Technik entsprechende Prozesskette zur Turbinenschaufelreparatur zu verkürzen. Sowohl die Lotapplikation als auch die Heißgaskorrosionsschutzbeschichtung erfolgt durch thermisches Spritzen. Der Werkstoffaufbau soll dadurch weitestgehend endkonturnah realisiert werden. Die thermischen Spritzprozesse sollen so geführt werden, dass der Lötprozess im CVD-Diffusionsglühprozess (Chemical Vapor Depostition) als TLP-Bonding-Prozess (Transient Liquid Phase) integriert und somit als eigenständiger Prozess entfallen kann. Somit ist die Arbeitshypothese des Forschungsvorhabens, einen thermischen Beschichtungs- und einen Fügeprozess in einen gemeinsamen integrierten Hybridprozess überführen zu können und dabei sowohl qualitative als auch wirtschaftliche Vorteile zu erzielen. Die Bedeutung dieser Verfahrenskombination liegt in der Reduzierung an Schleifaufwand sowie in der Einsparung des bisher eigenständigen Vakuumlötprozesses und somit in verringerten Fertigungskosten.
    Jahr: 2017
  • Lichtbogenschweißen von Titanlegierungen
    Ziel des Teilprojektes B6 ist es, moderne Lichtbogenschweißverfahren als Reparaturverfahren für die Wiederherstellung beschädigter Triebwerksbauteile aus Titanlegierungen zu etablieren und damit einen Beitrag zu leisten, diese hoch beanspruchten Komponenten nach der Regeneration dem Lebenszyklus des Investitionsgutes wieder zuzuführen. Die Herausforderung besteht dabei darin, bei der Regeneration den Wärmeeinfluss durch das Schmelzschweißen durch besonders wärmearme Lichtbogenschweißverfahren, wie z.B. das MIG(ColdArc)-, das Mikroplasma- und das leistungsarme WIG(SHARC)-Schweißen, zu minimieren.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG / SFB 871
    Laufzeit: 01.01.2018 – 31.06.2022 (3. Förderperiode)
  • Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse
    In diesem Teilprojekt B1 wird mittels thermischen Spritzens eine Reparaturbeschichtung auf die Turbinenschaufel appliziert und anschließend ein kombinierter Löt-, Alitierprozess durchgeführt. Hierdurch wird die dem Stand der Technik entsprechende Reparaturlötprozesskette wesentlich verkürzt, wodurch sich mechanisch-technologische Verbesserungen (z.B. Erhöhung der Reparaturzyklenzahl auf 6 – 7, verbesserte Schichthaftung) und gleichzeitig wirtschaftliche Vorteile regenerierter Turbinenschaufeln ergeben.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG / SFB 871
    Laufzeit: 01.01.2018 – 31.12.2021 (3. Förderperiode)
  • Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen hochbeanspruchter Triebwerksbauteile
    Im SFB 871 werden eine Vielzahl neuer Reparaturverfahren für Triebwerksbauteile entwickelt, wodurch sich auch die relevanten mechanisch-technologischen Kennwerte der reparierten Bauteile in bisher nicht bekannter und dokumentierter Weise verändern. Um diesen regenerationsbedingten Einfluss zu erfassen und die Reparaturmaßnahmen entsprechend zu bewerten, wird die Entwicklung eines Prüfstandes zur zerstörungsfreien online Erfassung und Charakterisierung der Schädigungsentwicklung in Referenzproben sowie in regenerierten Proben und Bauteilen unter thermischer und zyklischer Beanspruchung durchgeführt. Die Erfassung der Schädigungsentwicklung im zeitlichen Verlauf wird dabei durch den Einsatz von Schallemmission- und Körperschallanalyse sowie der Wirbelstrom- und Thermografietechnik realisiert.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG / SFB 871
    Laufzeit: 01.01.2018 – 31.12.2021 (3. Förderperiode)

SFB 1153 Tailored Forming

  • Wärmebehandlung für belastungsangepasste Werkstoffeigenschaften von Tailored Forming-Komponenten
    Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 „Tailored Forming“ werden im Teilprojekt Wärmebehandlungsstrategien für Tailored Forming-Komponenten entwickelt. Ziel ist dabei eine lokale Anpassung der Werkstoffeigenschaften. Neben dieser lokalen Anpassung der mechanischen Eigenschaften sollen zudem die Erwärmung- und Abkühlvorgänge über die gesamte Prozesskette betrachtet und dabei Zielkonflikte zwischen Umform- und Wärmebehandlungsparametern aufgelöst werden. Da die Verbundzone der Fügepartner die entscheidende Herausforderung darstellt, kommt der Analyse ihrer Entwicklung (Schichtdicke, mikrostrukturelle Zusammensetzung) in allen Prozessschritten eine besondere Bedeutung zu. Um die Wärmebehandlung zu realisieren, wird eine auf Induktionserwärmung und Luft-Wasser Spraykühlung basierende Temperierungsanlage Entwickelt (siehe Abb. 1). Im Nachgang an das Härten der Stahl-Funktionsflächen kann dann eine simultane Wärmebehandlung von Stahl-Aluminium-Verbunden über verschiede Routen entwickelt und analysiert werden (Abb.2)
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG - SFB 1153 TP A2
    Laufzeit: 07/2015-06/2019

Industrie 4.0

  • iAero - Entwicklung einer selbstlernenden, automatischen Parametrierung der aerodynamischen Orientierung
    Verursacht durch die sich schnell wandelnden Märkte werden hinsichtlich der Flexibilität und Variantenvielfalt immer höhere Anforderungen an die Produktions- und Montageprozesse gestellt. In den letzten Jahren sind starke Anstrengungen unternommen worden, die wertschöpfenden Prozesse selbst zu flexibilisieren. Versorgende Technologien, wie die Zuführtechnik, sind jedoch bisher wenig in diese Aktivitäten einbezogen worden. Die aktiven aerodynamischen Orientierungsverfahren sind von ihrem grundsätzlichen Funktionsprinzip bereits sehr flexibel und variantenneutral und ermöglichen hohe Zuführraten. Die Parametrierung dieser Verfahren für neue, unbekannte Werkstücke setzt jedoch umfangreiches Expertenwissen voraus und ist aufgrund des notwendigen iterativen Vorgehens sehr zeitaufwendig. In diesem Forschungsprojekt soll deshalb ein Verfahren entwickelt werden, welches eine eigenständige und fortlaufende Ermittlung optimaler Parametereinstellungen für die aerodynamische Orientierung ermöglicht.
    Förderung: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft
    Laufzeit: 2014 - 2016
  • SFB 653 – L2: Opto-elektronische Integration eines HF-Kommunikationssystems für gentelligente Bauteile
    Ziel des Teilprojektes ist es, die gesamte Kommunikationselektronik (Hochfrequenzmodul, Mikrocontroller und Speicher) in das Innere eines Werkstücks zu integrieren.
    Jahr: 2011
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2005 - 06/2017
  • SFB 653 – K1:Dispensierte Fasern zur bauteilinhärenten Energieübertragung und optischen Signalkopplung
    Der Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer flexiblen Aufbau- und Verbindungstechnik zur Integration von elektronisch und optisch wirkenden Komponenten in metallische Bauteile.
    Jahr: 2011
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2005 - 06/2017
  • SFB 653 - L3 - Lesen und Schreiben magnetisch gespeicherter Daten
    Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 653 „Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus“ im Teilprojekt L3 wird am IMPT ein Verfahren zur magnetischen Speicherung von Daten direkt auf der Oberfläche magnetischer Bauteile in einer industriellen Fertigungsumgebung erforscht. Hierbei werden die Daten mittels eines induktiven Magnetschreibkopfes magnetisch gespeichert. Für das Auslesen der Daten kommt ein Verfahren, das auf dem magneto-optischen Kerr-Effekt basiert, zum Einsatz.
    Jahr: 2011
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
    Laufzeit: 2005 - 2017
  • SFB 653 - S1 - Modulare, mehrfunktionale Mikrosensorik
    Das Teilprojekt S1 beschäftigt sich mit der Entwicklung von modularen, mehrfunktionalen Mikrosensoren am IMPT, die dazu dienen, nutzungs-, wartungs- und recyclingrelevante Daten während des gesamten Lebenszyklus eines Bauteils zu erfassen.
    Jahr: 2011
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
    Laufzeit: 2005 - 2017
  • SFB 653 - N3: Bauteilstatus-getriebene Instandhaltung
    Auch ein schnödes Stück Metall kann schlau sein. Wenn es alle Informationen zu seiner weiteren Bearbeitung in sich trägt. Wenn es ein „gentelligentes“ Bauteil ist …
    Jahr: 2013
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2013 - 2017
  • Vernetzte, kognitive Produktionssysteme (netkoPs)
    Intelligente Vernetzung in der Produktion – Ein Beitrag zum Zukunftsprojekt Industrie 4.0
    Jahr: 2013
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 11/2013 - 01/2017
  • TRR 123 PlanOS – A05 Optodisches Bonden elektkro-optischer integrierter Schaltkreise auf Foliensubstraten
    Wenn man sich eine Folie als ein Sensornetzwerk mit vollintegrierten optischen Funktionalitäten zur Erfassung diverser physikalischer Größen, z.B. Temperatur, Druck und Feuchtigkeit vorstellt, dann müssen zum einen Lichtquellen und -detektoren in die Folie integriert werden und zum anderen mit der Außenwelt verbunden werden. In diesem Projekt wird erforscht, wie die Lichtquellen und -detektoren in die Folie eingebracht oder mit dieser kontaktiert werden können. Dazu werden Klebstoffe, die mittels UV-Licht auszuhärten sind, und eutektisches Bonden eingesetzt, bei dem Metallschichten bei niedriger Temperatur miteinander verbunden werden.
    Jahr: 2013
    Förderung: DFG - Transregio 123
    Laufzeit: 01/2013 - 12/2017
  • TRR 123 PlanOS – B01 Offset und Tintenstrahl-Drucken von Multimode-Wellenleitern
    Wie können Lichtwellenleiter gedruckt werden? Dieser Frage gehen Professoren und junge Wissenschaftler aus Freiburg und Hannover nach. Das Teilprojekt B01 hat die Aufgabe, multimodale Wellenleiter für hohe Lichtleistung mit einer Breite von zehn bis mehreren hundert Mikrometern herzustellen. Dabei werden die Vorteile von zwei Druckverfahren genutzt: der Flexodruck mit hohem Durchsatz und niedrigen Kosten sowie der Tintenstrahldruck mit einer großen Variabilität und hoher Auflösung.
    Jahr: 2013
    Förderung: DFG - Transregio 123
    Laufzeit: 01/2013 - 12/2017
  • WiTa - Wirkmodell Terminabweichung
    Im Rahmen des Forschungsprojektes wird ein quantitatives Wirkmodells zur Berechnung der Termintreue in industriellen Fertigungsprozessen entwickelt.
    Jahr: 2013
    Förderung: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft
    Laufzeit: 11/2013 - 08/2016
  • SFB 653- T05: Verfahren und Werkzeugsystem zur Applikation und Integration von substratlosen modularen Mikrosensoren
    Das Hauptziel des Transferprojektes liegt in der Überführung der bisher im Teilprojekt S1 entwickelten substratlosen Sensortechnologie in eine fertigungsorientierte Umgebung. Mit diesem Ziel werden die bisherigen Ergebnisse aus der Grundlagenforschung in einer industriegerechten Applikation und deren Eignung evaluiert.
    Jahr: 2014
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
    Laufzeit: 2013-2016
  • OPTAVER - Forschergruppe optische Aufbau- und Verbindungstechnik für optische Bussysteme
    Der Forschungsschwerpunkt des Teilprojekts TP1 der Forschergruppe OPTAVER ist das Konditionieren von flexiblen Substraten zum Auftrag optischer Wellenleiter.
    Leitung: M. Sc. Gerd-Albert Hoffmann
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2015-2021
  • Smart Wheel Set - System zur zustandsorientierten Instandhaltung auf Basis von Bauteilinformationen aus dem Lebenszyklus am Beispiel von Schienenfahrzeugradsätzen
    Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Werkzeugen und Verfahren, die eine wirtschaftliche zustandsorientierte Instandhaltung und Instandhaltungsplanung komplexer Investitionsgüter, wie Schienenfahrzeugradsätzen ermöglichen. In diesem Zusammenhang ist es notwendig neuartige Sensoren, Datenübertragungstechnologien und Algorithmen zu erforschen, die in Kombination eine betriebsbegleitenden Erkennung von Bauteilzuständen unter widrigen Umständen ermöglichen. Basierend auf der Kenntnis des Bauteilzustandes soll anschließend eine effiziente Planung der Instandhaltung realisiert werden.
    Jahr: 2015
    Förderung: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM), Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
    Laufzeit: 01.12.2014 – 31.10.2016
  • Betriebsbegleitende, operative Planung von Produktion und Instandhaltung
    Das Ziel des Transferprojekts „Betriebsbegleitende, operative Planung von Produktion und Instandhaltung „ ist die Verwertung eines simulationsgestützten Planungsansatzes für die Verknüpfung der Produktions- und Instandhaltungsplanung, um die wesentliche Grundlage für eine effiziente und betriebsbegleitende Anwendung für eine Vielzahl von Unternehmen zu erreichen. Hierfür soll der bestehende Planungsansatz um Methoden zur Selbstparametrierung sowie zum Anlernen von ablauforientierten Simulationsmodellen basierend auf Daten von BDE-/MDE-Systemen (z. B. bei stochastischen Daten) erweitert werden. Darüber hinaus gilt es, geeignete Feedback-Schleifen zum rechtzeitigen Erkennen einer nicht mehr ausreichenden Modellgüte zu entwickeln. Diese Aspekte bilden die Grundlage zur zeiteffizienten Modellerstellung und -pflege und dem betriebsbegleitenden Einsatz in der Praxis.
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.04.2015 - 31.03.2017
  • HaLiMo – Integratives Logistikmodell zur Verknüpfung von Planungs- und Steuerungsaufgaben mit logistischen Ziel- und Steuergrößen der unternehmensinternen Lieferkette
    Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines integrativen Logistikmodells für Wirkzusammenhänge zwischen allgemeingültig definierten Planungs- und Steuerungsaufgaben und den logistischen Zielgrößen in den Kernprozessen einer unternehmensinternen Lieferkette.
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2014-2017
  • LaPOF - Laseraktive Polymeroptische Fasern
    Das Ziel des LaPOF-Projektes ist die Erforschung technologischer Grundlagen für neuartige laseraktive polymeroptische Fasern sowie deren Herstellung.
    Jahr: 2016
    Förderung: EFRE - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung
    Laufzeit: 12/2016–11/2019
  • KomPEP - Kompetenzorientierte Personalplanung in der Fertigung produzierender KMU mittels MES
    Die Personalplanung hat das Ziel, die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens durch die anforderungsgerechte Qualifizierung der Mitarbeiter langfristig zu sichern. Die Fertigungsplanung greift hingegen kurzfristig auf die gegebenen Ressourcen zurück, um unter anderem Fertigungskosten und -zeiten zu reduzieren und die Qualität zu steigern. Die getrennte Betrachtung auf Unternehmens- bzw. Fertigungsebene führt in der Folge oftmals zu einem Spannungsfeld zwischen der langfristig ausgerichteten Personalentwicklung und dem kurzfristigen Streben nach Produktivitätssteigerungen in der Fertigung. Das Ziel des Projekts ist die Überführung der bisher erarbeiteten Erkenntnisse zum integrierten technologie- und kompetenzorientierten Planungsansatz in ein industrielles Anwendungsszenario. Dazu ist es erforderlich, den bisherigen Planungsansatz um die Berücksichtigung von Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenzen, Formen der Gruppenarbeit und Weiterbildungsmaßnahmen zu einer kompetenzorientierten Fertigungs- und Personalplanungsmethodik zu erweitern. Des Weiteren ist die Integration dieser Fertigungs- und Personalplanungsmethodik in ein MES zur industriellen Anwendung in KMU angestrebt.
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.04.2016 - 31.03.2018
  • KaPro – Dynamische Kapazitätsplanung und -steuerung in produzierenden KMU
    Das Forschungsprojekt zur dynamischen Kapazitätsplanung und -steuerung in produzierenden KMU (KaPro) wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und ist Teil der Förderung der Initiative KMU Innovativ. Das Ziel des Forschungsprojektes KaPro ist die Entwicklung eines Assistenzsystems zur kapazitätsbasierten Produktionsplanung und -steuerung, das sowohl langfristig den kapazitätsbedarf der Produktionsressourcen prognostiziert und entsprechend vorhält, als auch kurzfristige Abweichungen reguliert. Die Steuerung von Produktionskapazitäten soll in Abhängigkeit der prognostizierten Nachfrage über eine dynamische Anpassung von Angebotspreisen automatisiert erfolgen. Das Assistenzsystem soll durch ein Add-In eines bestehenden ERP/MES Programms prototypisch umgesetzt werden.
    Jahr: 2016
    Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    Laufzeit: 01.04.2016 - 31.03.2018
  • INTRO 4.0 - Befähigungs- und Einführungsstrategien für Industrie 4.0
    Um die Integration von Industrie 4.0 in den Unternehmen zu fördern, werden im Projektvorhaben INTRO 4.0 Befähigungs- und Einführungsstrategien von Industrie 4.0, insbesondere in Kooperation mit dem Mittelstand, entwickelt. Kernelemente des Projektes umfassen die Anforderungsaufnahme bei den Projektpartnern, die Entwicklung von Industrie 4.0 Methoden, die Risiko und Potentialabschätzung der entwickelten Methoden und schließlich die Erstellung eines Handlungsleitfadens zur Einführung von Industrie 4.0. Der Handlungsleitfaden soll Lösungsmuster für die Implementierung von Industrie 4.0-Methoden und -Technologien je nach Reifegrad der Unternehmen bereitstellen. Durch die Fokussierung auf die Kompetenzentwicklung der Mitarbeiter wird bei INTRO 4.0 ein besonderer Schwerpunkt bei der Integration des Menschen gesetzt.
    Jahr: 2016
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 01.2016-12.2018
  • Industrieforum „Kompetenzen in der Fertigungstechnik“
    Ziel dieses Projekts ist der Aufbau des Industrieforums „Kompetenzen in der Fertigungstechnik“. Die Förderung des Projekts erfolgt durch die Region Hannover. Das Industrieforum stellt einen Zusammenschluss aus vornehmlich kleinen und mittleren Unternehmen des produzierenden Gewerbes und dem IFW dar. Innerhalb des Forums werden Methoden im Bereich des Kompetenz- und Wissensmanagement entwickelt und in den beteiligten Unternehmen umgesetzt. Durch das Industrieforum wird es den Mitgliedsunternehmen ermöglicht, ihre Mitarbeiter im Kontext der zunehmenden Digitalisierung der Fertigung gezielt zu fördern und zu unterstützen. Zentrale Themen sind hierbei die effektive Aufnahme, Speicherung und Weitergabe von Wissen innerhalb des Unternehmens, Personalplanung, E-Learning sowie Methoden der Weiterbildungsbewertung.
    Jahr: 2017
    Förderung: Region Hannover
    Laufzeit: 01.01.2017 - 31.12.2019
  • SAPA – Entwicklung einer Methode für die simulationsbasierte Kosten-Nutzen-Analyse von Weiterbildungsmaßnahmen
    Kompetenzen der Mitarbeitenden rücken für Unternehmen in Zeiten der Digitalisierung und des Fachkräftemangels deutlich stärker in den Fokus. Personal, das für aktuelle und zukünftige Unternehmensherausforderungen passend qualifiziert ist, trägt wesentlich zum Unternehmenserfolg bei. Wenn benötigtes Know How jedoch nicht über Neueinstellungen ins Unternehmen geholt werden kann, werden Weiterbildungen genutzt, um die bestehenden Arbeitskräfte entsprechend zu qualifizieren. Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Weiterbildungen ist für die Unternehmen allerdings nicht durchführbar, da lediglich die Kosten, nicht aber der Nutzen der Weiterbildungen bekannt sind. Für eine Gegenüberstellung in einer Kosten-Nutzen-Analyse muss der Effekt der Weiterbildung monetär messbar gemacht werden. Im Forschungsprojekt SAPA wird eine simulationsbasierte Kosten-Nutzen-Betrachtung von Weiterbildungsmaßnahmen angestrebt, die zu einer optimalen Weiterbildungsstrategie für Unternehmen führen soll. Das Forschungsvorhaben wird gemeinsam mit dem Institut für Berufspädagogik und Erwachsenenbildung (ifBE) durchgeführt.
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.01.2017-31.12.2018
  • Komm 4.0 - Entwicklung eines Modells und einer Vorgehensmethode zur Beschreibung, Bewertung und Gestaltung von Kommunikationskonzepten in Fabriken im Kontext von Industrie 4.0
    Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, bestehende Kommunikationskonzepte zu beschreiben und zu bewerten sowie effektive Konzepte zu entwerfen und gegebenenfalls bisherige Empfehlungen in Bezug auf die Gestaltung von Kommunikationskonzepten anzupassen. Das Modell soll es ermöglichen, effektive Kommunikationskonzepte zu entwerfen und damit die Erhaltung und Steigerung der Innovationsfähigkeit in Fabriken als Wettbewerbsvorteil zu unterstützen.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 10/2019 - 01/2022
  • ViSIER
    Virtuelle Sichtverbesserung und intuitive Interaktion durch Erweiterte Realität an Flurförderzeugen.
    Leitung: M. Sc. Lukas Jütte
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF - IFL
    Laufzeit: 06/2019 – 05/2021
    © Quelle: ITA

Fabrikplanung

  • I4PE - Industrie 4.0 Projektplattform zur Einführung für KMU
    Das Forschungsvorhaben „Industrie 4.0 – Projektplattform zur Einführung für KMU (I4PE)“ hat zum Ziel, eine niedrigschwellige Internetplattform zur selbstständigen und strukturierten Einführung von Industrie 4.0 in KMU zu entwickeln. Das Forschungsvorhaben ermöglicht eine zielgerichtete sowie erfolgreiche Einführung und Umsetzung von Industrie 4.0 und trägt folglich zur Sicherung einer nachhaltigen Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen bei.
    Jahr: 2018
    Förderung: NBank
    Laufzeit: 03.05.2018 - 30.04.2020
  • InterKom - Kommunikationsgestaltung in interorganisationalen Produktionsnetzwerken
    Ziel des Forschungsprojekts ist es, eine standardisierte Methode zur quantitativen Analyse und Gestaltung von Kommunikationsschnittstellen in interorganisationalen Produktionsnetzwerken zu entwickeln. Die Methode soll dazu befähigen, Schwachstellen in Kommunikationsnetzwerken zu identifiziert sowie anschließend die Kommunikationsflüsse mithilfe geeigneter Maßnahmen zu verbessern.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2017 - 06/2020
  • Komm 4.0 - Entwicklung eines Modells und einer Vorgehensmethode zur Beschreibung, Bewertung und Gestaltung von Kommunikationskonzepten in Fabriken im Kontext von Industrie 4.0
    Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, bestehende Kommunikationskonzepte zu beschreiben und zu bewerten sowie effektive Konzepte zu entwerfen und gegebenenfalls bisherige Empfehlungen in Bezug auf die Gestaltung von Kommunikationskonzepten anzupassen. Das Modell soll es ermöglichen, effektive Kommunikationskonzepte zu entwerfen und damit die Erhaltung und Steigerung der Innovationsfähigkeit in Fabriken als Wettbewerbsvorteil zu unterstützen.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 10/2019 - 01/2022
  • Qfalle - Quantitative Fabrik-Lebenszyklus-Evaluation
    Im Rahmen des Forschungsprojektes "Qfalle" soll ein Modell entwickelt werden, welches verschiedene Fabrikkonfigurationen bis hin zur Fabrikebene quantitativ aus Lebenszyklussicht bewerten kann. Dazu sollen Verläufe von Leistungskennzahlen der einzelnen Fabrikobjekte eines Fabriksystems einschließlich ihrer Abhängigkeiten untersucht und prognostiziert werden, um darauf aufbauend Managemententscheidungen zu treffen, die zu einer ökonomisch und ökologisch verbesserten Fabrikkonfiguration führen.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 09/2019 - 08/2022
  • MPPS-Fabrik - Entwicklung eines Prozessmodells der Multiprojektplanung und -steuerung in der Fabrik
    Die Entwicklung des Prozessmodells im Rahmen von „MPPS-Fabrik“ hat zum Ziel, das konventionelle Projektmanagement in Fabriken um eine systematische, effiziente und leistungsfähige Multiprojektplanung und -steuerung zu erweitern. Dadurch soll innerhalb des Projektportfolios die Auswahl der richtigen Projekte, zur richtigen Zeit und unter Berücksichtigung der richtigen Ressourcenzuweisung unterstützt werden. Um dies gewährleisten zu können, sind in diesem Rahmen die besonderen Anforderungen, Prozesse und Rahmenbedingungen von Fabriken zu berücksichtigen.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 06/2020 - 01/2023
  • ELIAS (Economic Planning Assessment) - Entwicklung eines softwarebasierten Kalkulators - Abschätzung der Kosten als Basis einer sinnvollen Planung
    Das Forschungsvorhaben „ELIAS – Economic Planning Assessment“ hat zum Ziel, ein softwarebasiertes Planungsinstrument zu entwickeln, um die Kalkulation von Investitionskosten für Fabrikplanungsprojekte trotz fehlender und unscharfer Daten zu ermöglichen. Mithilfe des Forschungsvorhabens sollen Investitionskosten bereits in der Vorbereitungsphase von Fabrikplanungsprojekten valide abgeschätzt und dadurch zukunftssichere Entscheidungen getroffen werden.
    Jahr: 2021
    Förderung: NBank
    Laufzeit: 12/2020 - 06/2022
  • MedFAP - Entwicklung von fabrikplanerischen Leitprinzipien zur Planung von flussorientierten Krankenhäusern mit wandlungsfähigen Raum-, Technik- und Organisationskonzepten
    Das Forschungsvorhaben „MedFAP“ stellt Leitprinzipien zur flussorientierten Strukturierung und Anordnung sowie zur Ausgestaltung wandlungsfähiger Funktionsbereiche und Räumlichkeiten auf, um die Wirtschaftlichkeit und Wandlungsfähigkeit von Krankenhäusern mithilfe fabrikplanerischer Methoden zu steigern.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2021 – 06/2024

Maschinen und Steuerungen

  • Prozessregelung bei der Radsatzbearbeitung (PRORAD)
    Unterschiedliche Belastungshistorien von Eisenbahnrädern führen zu hoher Varianz der Materialeigenschaften in der Lauffläche und erschweren so eine allgemeine Parametrierung des Zerspanprozesses sowie die Umsetzung einer robusten Prozessüberwachung in der Aufarbeitung. Die online Messung der Materialeigenschaften mithilfe eines Barkhausenrauschen-Analyse Systems soll es deshalb ermöglichen, für jedes Einzelstück individuell passende Bearbeitungsparameter festzulegen. Mithilfe einer ergänzenden Messung und simultanen Echtzeitverarbeitung der Körperschallemission am Werkzeug wird die Prozessregelung und -überwachung weiter verbessert.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Denkena
    Team: Heiko Blech
    Jahr: 2018
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 03/18 - 08/20
  • „Vi-Spann“ – Verfahren für die virtuelle Spannplanung in der Arbeitsvorbereitung
    Spannelemente stellen bei der spanenden Bearbeitung mit Werkzeugmaschinen den Kraftschluss zwischen Werkstück und Maschine her. Für einen sicheren Bearbeitungsprozess muss die Spannkraft die Bearbeitungskraft um ein Vielfaches übersteigen. Mittels einer geeigneten Wahl der Auflage- und Spannstellen muss verhindert werden, dass statischen und dynamische Verformungen des Werkstückes und der Spannvorrichtung während der Bearbeitung auftreten. Die Auswahl geeigneter Spannmittel stellt für produzierende Unternehmen aufgrund dieser Problemstellung eine große Herausforderung dar. Daher wird in diesem Projekt eine Software entwickelt, die KMU unterstützen soll, die für ihre Anwendung passenden Spannmittel auszuwählen und eine Spannvorrichtung bereits vor ihrem Einsatz virtuell auf ihre Eignung zu beurteilen. Somit werden Ressourcen, Zeit und Kosten eingespart.
    Leitung: Michael Schächinger
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF IGF
    Laufzeit: 10/2018 – 12/2020
  • Energieeffiziente Prozessketten für einen reibungs-, gewichts- und lebensdaueroptimierten An-triebsstrang
    Im Projekt Antriebsstrang 2025 werden innovative Prozessketten und hybride Werkzeugkonzepte entwickelt, welche die Herstellungs- und Nutzungsphase von Antriebskomponenten energie- und ressourceneffizienter gestalten. Anschließend erfolgt eine ökologische Bewertung und eventuelle Anpassung der entwickelten Prozessketten anhand von Online-Daten. Ziel ist es, die Energie- und Ressourceneffizienz in der Herstellung und Nutzung der Antriebsstrangkomponenten zu erhöhen und somit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.
    Leitung: Alexander Krödel
    Team: Handrup, Katzsch, Kettelmann, Meyer, Pillkahn, Schmidt
    Jahr: 2018
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 09/2018 - 08/2021
    © Miriam Handrup
  • Antriebsstrang 2025
    Energieeffiziente Prozessketten zur Herstellung eines reibungs- gewichts- und lebensdaueroptimierten Antriebsstrangs
    Leitung: Dr.–Ing. Benjamin Bergmann
    Team: Miriam Handrup, Daniel Katzsch, Philipp Pillkahn, Leon Reuter, Christopher Schmidt
    Jahr: 2018
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
    Laufzeit: 09/2018-02/2022
    © IFW
  • Hydrostatisch gelagerter Pinolendirektantrieb für Drehmaschinen
    In der modernen Fertigungstechnik gewinnen Mehrkoordinatenantriebe zunehmend an Bedeutung. Durch ihren Einsatz kann die zu bewegende Masse reduziert- und somit die Dynamik erhöht werden. Im Projekt Hydrostatisch gelagerter Pinolendirektantrieb für Drehmaschinen am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) wird ein direktangetriebener Mehrkoordinatenantrieb entwickelt, der eine rotatorische und translatorische Bewegung ausführen kann. In Kooperation mit der GILDEMEISTER Drehmaschinen GmbH und Franz Kessler GmbH soll so eine neuartige Antriebseinheit mit zwei Freiheitsgraden entstehen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Patrick Ahlborn M. Sc.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2019-12/2021
    © Patrick Ahlborn/ IFW
  • Entwicklung einer kraftbasierten elektrischen Vorschubeinheit und Prozessüberwachung für mobile Seilsägen
    Das mobile Seilschleifen ist ein weit verbreitetes Verfahren zum Trennen großvolumiger Bauteil. Anwendung findet das Verfahren im Bereich der Bauindustrie, dem Rückbau und in der Natursteingewinnung. Die Produktivität und die Prozesssicherheit werden heutzutage ausschließlich durch das Erfahrungswissen des Maschinenbedieners bestimmt. So können bspw. Prozessfehler, wie das Aufschieben von Schneidperlen oder exzentrisch verschlissene Schneidperlen, nur manuell während Prozessunterbrechungen durch den Maschinenbediener identifiziert werden. Entsprechend ist das Ziel des Forschungsprojektes die Entwicklung einer Prozessüberwachung für das mobile Seilschleifen. Hierzu werden unteranderem für das Seilschleifen neuartige Messsysteme entwickelt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Björn-Holger Rahner
    Jahr: 2019
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 06/2019-11/2021
    © IFW, Rahner
  • Cyberphysisches 4-Backen-Drehspannfutter mit elektrischer Kraftbetätigung (CyberChuck)
    Ziel des Projekts CyberChuck ist die erstmalige Entwicklung, Erforschung und Demonstration eines zentrisch ausgleichenden 4-Backen-Kraftspannfutters mit integrierter elektrischer Kraftbetätigung zur prozessparallelen Bestimmung und Regelung der Spannkraft. Das Kraftspannfutter wird dadurch zu einer Informationsquelle innerhalb vernetzter Produktionssysteme
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Eike Wnendt
    Jahr: 2019
    Förderung: Dieses Forschungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „KMU-innovativ: Produktionsforschung“ gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.
    Laufzeit: 11/2019-10/2021
  • Erfassung und Bewertung von Fertigungsfehlern in dünnwandigen Kohlenstofffaser-Verbundstrukturen
    Das Ziel des Forschungsprojekts ist es bereits während des AFP Prozesses, Auswirkungen von auftretenden Fertigungsfehlern im später ausgehärteten CFK-Bauteil durch eine prozessbegleitende strukturmechanische Bewertung erheben zu können. Die neu gewonnene Kenntnis über die Beeinflussung von Fehlern liefert im Herstellungsprozess eine bisher nicht dagewesene Entscheidungsgrundlage über die Art und Notwendigkeit von Korrekturmaßnahmen. Damit ist es im Vergleich zu konventionellen Methoden der zerstörungsfreien Fehleranalytik möglich, den Fehlernachweis im Fertigungsprozess zu erbringen und nicht erst im Anschluss an die Bauteilfertigung. Im Ergebnis führt dies zu einer signifikanten Verbesserung von Produktivität und Prozesssicherheit der AFP-Technologie sowie einer Effizienzsteigerung entlang der gesamten AFP-Prozesskette.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. P.Horst; Prof. Dr.-Ing. B. Denkena
    Team: Andreas Friedel (TU Braunschweig); Marc Timmermann (IFW)
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 05/2019 – 02/2021
    © IFW
  • Abdrängungskompensation auf der Basis von Antriebsströmen
    Durch hohe Prozesskräfte kommt es beim Fräsen zu einer Abdrängung des Werkzeugs. Das Ziel dieses Projektes ist es, die resultierende Formabweichung des Werkstücks basierend auf den Antriebssignalen eines 5-Achs Fräszentrums zu kompensieren. Dazu wird ein echtzeitfähiges Modell entwickelt, welches die Prozesskräfte aus den Antriebsströmen rekonstruiert. Die Parametrierung des Modells erfolgt über eine autonome Parameteridentifikation. Zusätzlich wird ein Zyklus implementiert, um die Steifigkeit des Werkzeugs zu bestimmen. Über Kraft und Steifigkeit wird anschließend die Abdrängung berechnet und mittels einer Prozessregelung minimiert.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Dennis Stoppel
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2019-03/2021
    © IFW
  • SFB 1153 - B5: Maschinentechnologien für die produktive, spanende Bearbeitung von hybriden Bauteilen
    Im Teilprojekt B5 werden Methoden erforscht die Prozessfähigkeit und Prozesssicherheit bei der Zerspanung hybrider Bauteile zu gewährleisten, die durch Fertigungsvarianzen vorgelagerter Prozesse beeinflusst werden. Dazu werden Prozessinformationen fertigungsübergreifend verknüpft und Methoden erforscht, die bauteilspezifische Fertigungsvarianzen detektieren und den vorgelagerten Prozessen zugeordnet. Ferner werden Ansätze des maschinellen Lernens erforscht, um die Prozesssicherheit bei einer werkstoffgerechten Zerspanung zu gewährleisten. Ebenfalls wird untersucht, wie der Einfluss einer variierenden Informationsqualität auf die entwickelten Modelle reduziert werden kann.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2019-06/2023
  • SFB871 TPS
    Der Systemdemonstrator fasst die erforschten Technologien in einer real aufgebauten Prozesskette zusammen. Hierbei wird die Umsetzbarkeit einer zustandsbasierten Regeneration von komplexen Investitionsgütern demonstriert. Das aufgebaute System dient des Weiteren als Plattform zum anwendungsnahen Transfer der Technologien in die Wirtschaft.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena ,Prof. Dr.-Ing. Jörg Seume
    Team: Nicolas Nübel
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2019-06/2022
  • Teilautonome Fertigungszelle für orthopädische Implantate
    Im Projekt TempoPlant wird eine teilautonome Fertigungszelle zur wirtschaftlichen Herstellung von individualisierten Produkten am Beispiel von Dentalbrücken und orthopädischen Implantaten erforscht. Dadurch soll eine drastische Reduzierung der manuellen Arbeits- und Dokumentationsschritte erreicht werden.
    Leitung: Maruan Shanib (DMG Mori Digital)
    Team: Sebastian Kaiser, Martin Winkler
    Jahr: 2019
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 01.05.2019 – 31.12.2022
  • Exzellenzcluster PhoenixD – Design und Herstellung von Präzisionsoptik
    Die Anforderungen an optische Elemente nehmen stetig zu. Die Herstellung eines individuellen und hochfunktionalen optischen Elements ist nach heutigem Stand der Technik aufwendig und komplex. Die mehrstufigen Produktionsmethoden werden häufig durch Handarbeit in Verbindung mit hohen Kosten realisiert. Aus diesem Grund versuchen die Wissenschaftler des Exzellenzclusters „PhoenixD“, als eine Initiative, Design und Herstellung von Präzisionsoptiken neu zu definieren Das IFW erforscht die Additive/Subtraktive Fertigung, Simulationsbasierte Prozessplanung und Feinpositioniersysteme, die in der visionären Produktion von Präzionsoptik realisiert werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Denkena
    Team: Malek, Schmidtamann, Bild
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/20219 - 12/2022
    © IFW
  • Prozesssicherheit und Produktivität beim BTA Tiefbohren
    Reduzierung des Mittenverlaufs um 40 %, eine signifikante Schwingungsdämpfung und damit eine Erweiterung der Prozessgrenzen sowie eine Steigerung der Produktivität um 20 %. Das sind die Ziele, die mit dem ZIM-geförderten Kooperationsprojekt „Entwicklung eines Dämpfer-Abstützt-Moduls zur Erhöhung der Produktivität und Prozesssicherheit für das BTA-Tiefbohren“, kurz „DAMPP“, angestrebt werden. Gemeinsam mit dem Projektpartner BTA-Tiefbohrsysteme aus Achim wird am IFW an einem neuartigen Werkzeugkonzept für das BTA-Tiefbohren geforscht.
    Leitung: Prof. Dr. Ing. Berend Denkena
    Team: Markus Claßen
    Jahr: 2020
    Förderung: ZiM
    Laufzeit: 09/2020-10/2022
    © BTA-Tiefbohrsysteme GmbH, Achim
  • Prozessüberwachtes und geregeltes mechanisches Festwalzen (ProMeFe)
    Zur Erhöhung der Bauteillebensdauer werden Bauteile häufig mit einem Festwalzprozess nachbearbeitet. Mechanische Festwalzprozesse sind dabei aktuell noch nicht überwachbar und können daher nicht automatisiert werden. Eine nachträgliche Überprüfung der Bauteileigenschaften ist ohne zerstörende Werkstoffprüfung nicht möglich. Daher wird in dem Projekt ProMeFe ein mechanisches Festwalzwerkzeug mit Sensorik zur Walzkraftüberwachung und -regelung entwickelt. Ziel ist die Steigerung der Produktivität, der Prozesssicherheit durch eine Prozessautomatisierung (mannloser Betrieb) und die Realisierung einer Qualitätssicherung.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Jan Berlin
    Jahr: 2020
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 03/2020-03/2023
    © ECOROLL AG
  • Entwicklung und Erforschung eines Werkzeugsystems zur Kompensation des Mittenverlaufes
    Beim BTA-Tiefbohren können Bohrungen mit einem Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von mehr als 200 produktiv erzeugt werden. Zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit von Tiefbohrungen müssen diese zusätzlich zu typischen Qualitätsanforderungen (z.B. Durchmessergenauigkeit) einen möglichst geringen Mittenverlauf aufweisen. Der Mittenverlauf ist der Versatz der realen Bohrungsachse von der idealen Bohrungsachse. Das Ziel des Projektes ist es eine Kompensationseinheit zu entwickeln, welche den Mittenverlauf im Prozess erfasst und simultan durch ein aktives Werkzeugsystem korrigiert. Hierzu wird unteranderem ein Messsystem entwickelt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Niklas Klages
    Jahr: 2020
    Förderung: AIF IGF
    Laufzeit: 01/2019 – 12/2020
    © Niklas Klages
  • Mobile Technologieplattform für hybride Prozessketten
    Ziel des beantragten Projekts ist die Weiterentwicklung der mobilen Picum Maschine zur Bearbeitung großer Werkzeugformen mit nur einer Maschine.
    Leitung: Dr.-Ing. Dominik Brouwer
    Jahr: 2020
    Förderung: NBank
    Laufzeit: 01/2020 – 01/2022
    © Picum MT GmbH
  • Online Qualitätsüberwachung beim Gewindewirbeln
    Das Gewindewirbeln ist ein Verfahren zur Herstellung von höchstbeanspruchten Gewindespindeln, welche beispielsweise in Hebewerken eingesetzt werden können. Durch den unterbrochenen Schnitt und die daraus resultierende Oberfläche sind die tribologischen Eigenschaften solcher Gewinde erheblich besser als bei anderen Fertigungsverfahren. Im Projekt QUALI-WIRB wird ein Messsystem zur Online-Qualitätsüberwachung entwickelt. Mit dem System wird das Gewinde prozessparallel erfasst und auf Basis der Messdaten wird die Qualität bewertet. Neben der Vermeidung von Ausschuss können hierdurch Abweichungen früher erkannt und beseitigt werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Niklas Klages
    Jahr: 2020
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 07/2020 – 01/2023
    © IFW Klages
  • IIP-Ecosphere: Next Level Ecosphere for Intelligent Industrial Production
    Die Vision des Forschungsprojekts „IIP-Ecosphere“ ist es, kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMUs) einen möglichst niedrigschwelligen Einstieg für die Nutzung von künstlicher Intelligenz (KI) zu bieten. Dazu wird ein neuartiges KI-Ökosystem aufgebaut, dass einen Innovationssprung im Bereich der Selbstoptimierung der Produktion auf Basis vernetzter, intelligenter, autonomer Systeme zur Steigerung der Produktivität, Flexibilität, Robustheit und Effizienz hervorbringt. Das KI-Ökosystem wird von einer Stakeholder-Community aus Forschung und Wissenschaft gleichermaßen aufgebaut, sodass eine aktive Gestaltung des Ökosystems und eine dauerhafte Mehrwertbildung sichergestellt werden.
    Leitung: Per Schreiber
    Team: Tobias Stiehl, Sören Wilmsmeier, Daniel Kemp
    Jahr: 2020
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 01/2020 bis 12/2022
    © Leibniz Universität Hannover
  • Online Abdrängungskompensation und Prozessüberwachung mit einer sensorischen Schleifspindel – „fühlende Spindel“
    Beim Schleifen der Spannut von Fräsern und Bohrern mit großen Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis besteht die Herausforderung darin, dass sich der auskragende Fräser-und Bohrerrohling aufgrund der auftretenden Prozesskräfte beim Tiefschliff durchbiegt. Der Verlagerung wird mit einer abstützenden Lünette entgegengewirkt. Dies führt zu einem verstärkten Rüst- und Einrichtaufwand. Um den Aufwand zu reduzieren, ist das Ziel des Projektes eine online Abdrängungskompensation durch das Messen der Prozesskräfte und das Berechnen der sich ergebenden Verlagerung zu entwickeln und somit den Einsatz einer Lünette zu substituieren. Hierfür wird eine sensorische Spindel zum Erfassen der niedrigen Prozesskräfte und eine simulationsgestützte Kompensation erforscht. Darüberhinaus wird durch das Projekt das weitere Potential für eine Prozessüberwachung beim Schleifen erforscht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Henning Buhl
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 04/2020 – 03/2023
    © © Vollmer Werke Maschinenfabrik GmbH
  • Korrelation der Prozesssignale beim Schleifen mit den resultierenden Größen am Bauteil
    Um den hohen individuellen Anforderungen von Bauteilen gerecht zu werden, werden die Fertigungsprozesse kontinuierlich an die Bauteileigenschaften angepasst. Diese individuellen Prozesse können mit einem vertieften Prozessverständnis zu Gunsten der Bauteilqualität gestaltet werden. Moderne Werkzeugmaschinen bieten dabei die Möglichkeit, die Prozesssignale der Maschinensteuerung aufzunehmen und für eine Prozessüberwachung zu nutzen. Bisher ist jedoch nicht bekannt, welche Zusammenhänge zwischen den aufgenommenen Steuerungssignalen und dem Schleifprozess beziehungsweise den Bauteileigenschaften bestehen. In diesem Forschungsprojekt wird daher ein Modell zur Korrelation von den Prozesssignalen und der erzeugten Bauteiloberflächen hergeleitet und darauf aufbauend eine Prozessoptimierung durchgeführt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Denkena
    Team: Anna-Lena Boskovic
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2020 – 06/2022
  • Modulares Spannsystem für die mehrseitige Bearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen ohne manuelles Umspannen (AllSpann)
    Im Rahmen des Projektes AllSpann wird ein Spannsystems zur mehrseitigen Bearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen entwickelt. Das geplante ALL-seitige SPANNsystem, kurz „AllSpann“, soll zu einem Befähiger werden, um Planungs- und Rüstaufwand beim Spannen geometrisch komplexer Werkstücke erheblich zu reduzieren. Ziel ist es, die Produktivität um mindestens 80 % zu steigern.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing Berend Denkena
    Team: Eike Wnendt
    Jahr: 2021
    Förderung: Dieses Forschungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „KMU-innovativ: Produktionsforschung“ gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut
    Laufzeit: 10/2021-09/2023
    © IFW
  • VerticalE2E – Vertikal integrierte, nachhaltige End-to-End-Fabrik
    Das Hauptziel des Gesamtvorhabens VerticalE2E ist die Umsetzung einer durchgängigen Digitalisierung auf unterschiedlichen Hierarchieebenen der gesamten Fertigungslinie vom Rohmaterial bis zur Montage. Das IFW beteiligt sich am Forschungsprojekt in den Bereichen Nachhaltigkeit, Prozessüberwachung sowie Qualitätsprüfung. Um die ökologischen Aspekte der geplanten additiv-subtraktiven Prozesskette zu quantifizieren, wird eine energetische Bewertungsmethode entwickelt. Innerhalb der Prozessüberwachung wird ein sensorisches Spannsystem erforscht, mit dem eine werkstückseitige Messung dynamischer Prozesskräfte in Abhängigkeit der Spannsituation erfolgt. Aufbauend darauf erfolgt die Untersuchung einer selbstadaptierenden Qualitätsprüfung, welche durch Kombination von daten- und simulationsbasierten Prüfmodellen zu einem Digitalen Zwilling erfolgt.
    Leitung: Prof. Berend Denkena
    Team: M.Sc. Heiko Blech, M.Sc. Leon Reuter, M.Sc. Simon Kettelmann
    Jahr: 2021
    Förderung: NBank
    Laufzeit: 07/2021-06/2023
    © IFW
  • Umgriffsfreie aerostatisch-magnetische Führung für Werkzeugmaschinen
    Die Aufgabe einer Führung ist es die Bewegung eines Elements auf Bewegung in einer einzigen Richtung zu beschränken. Führungen werden in Werkzeugmaschinen eingesetzt, um Werkzeuge und Werkstücke präzise zu führen. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wird eine neue reibungslose umgriffsfreie Führung entwickelt, die Unebenheiten in den Führungsflächen aktiv ausgleicht und die Herstellkosten von Führungen deutlich reduziert. Anwendungsgebiet sollen große Werkzeugmaschinen sein.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Jonathan Blanz
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 04/2022 – 10/2024
    © IFW
  • Entwicklung einer aktiv gedämpften Bohrstange mittels eines gepulsten Kühlschmiermittel-Strahls
    Die Schwingungsanfälligkeit und Ratterneigung lang auskragender BS führt zu einer geringeren Produktivität. Im Projekt KSS-Puls wird ein neuartiges System zur Schwingungsreduzierung von lang auskragenden Bohrstangen (BS) entwickelt. Der Markt bietet bislang nur die Optionen zur aktiven Dämpfung dickerer Bohrstangen. Durch die Pulsation des Kühlschmiermittels soll eine platzsparen-de Schwingungsdämpfung erzielt werden, die in Bohrstangen mit 16 mm Durchmesser und weniger verwendet werden kann.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Moritz Wickmann
    Jahr: 2022
    Förderung: AiF Projekt GmbH
    Laufzeit: 08/2021-11/2023
    © IFW

Automatisierungstechnik

  • IdentProLog
    Flexible Zielführung von Ladungsträgern in Produktion und Materialflusslogistik durch vollständig in den Informationsfluss integrierte Flurförderzeuge
    Jahr: 2008
    Förderung: BMBF
  • TagDrive
    Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Fahrzeugleitsystems mit kombinierter Spurführung und Navigation.
    Jahr: 2011
    Förderung: Niedersächsisches Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr
  • Vernetzte, kognitive Produktionssysteme (netkoPs)
    Intelligente Vernetzung in der Produktion – Ein Beitrag zum Zukunftsprojekt Industrie 4.0
    Jahr: 2013
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 11/2013 - 01/2017
  • Sensorintegration in Flurförderzeugreifen
    Der Ausfall von Flurförderzeugen kann den innerbetrieblichen Warentransport empfindlich stören. Reifenschäden durch das Fahren mit Überlast sowie das Umkippen des Fahrzeugs stellen Ausfälle mit großem Gefahrenpotential und langen Stillstandzeiten dar. Durch die Kenntnis der Reifeninnentemperatur sowie der Kraft bzw. des Drucks in der Bodenaufstandsfläche, können kritische Fahrzeug- und Reifenzustände bereits im Vorfeld erkannt und gegebenenfalls vermieden werden.
    Jahr: 2014
    Förderung: AIF, IFL
    Laufzeit: 05/2014 - 06/2016
  • InDaMonRo - Infrastrukturelle Datenübertragung zum prozessbegleitenden Schadensmonitoring beim Einzugsprozess von Rohrleitungen
    Im Fokus des Projektes InDaMonRo stehen die Realisierung einer infrastrukturellen Datenübertragung sowie die Untersuchung von Alternativen zum bestehenden Verfahren zur Schadensdetektion beim Einzugsprozess von Rohrleitungen.
    Jahr: 2014
    Förderung: „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) – Fördermodul Kooperationsnetzwerke (Kooperationspartner: Steffel KKS GmbH, ITA)
    Laufzeit: 11/2013 – 12/2015
  • Neuartiges Antriebskonzept für Gurtfördersysteme auf der Basis von direkt angetriebenen Tragrollen
    Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Aufhebung der aktuellen wirtschaftlichen und technischen Längenrestriktionen für Gurtförderanlagen im Bereich des Berg- und Tagebaus durch den Einsatz von angetriebenen Tragrollen.
    Leitung: Lars Bindszus, Daniel Hötte
    Jahr: 2016
    Förderung: AIF, IFL
    Laufzeit: 05/2016 – 04/2018
  • Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hannover
    Das „Mit uns digital! Das Zentrum für Niedersachsen und Bremen“ ist das erste von elf Zentren, die derzeit in ganz Deutschland entstehen, um mittelständische Unternehmen und Handwerksbetriebe durch gut aufbereitete Informationen, Anschauungsbeispiele und Qualifizierung bei der digitalen Transformation zu unterstützen.
    Jahr: 2017
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
    Laufzeit: 12/15–11/18
  • ULTRABEST - Entwicklung einer ultraschnellen Bestückungstechnologie für elektronische Bauteile
    Derzeit wird am Institut für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) eine neuartige Bestückungstechnologie für das Übertragen von ungehäusten elektronischen Komponenten in Zusammenarbeit mit einem Forschungskonsortium erforscht. Dieses besteht aus der Mühlbauer GmbH & Co. KG, dem Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH), der Precitec Optronik GmbH und der Vision Components GmbH. Mit der Bestückungstechnologie soll der Schritt zur optisch induzierten Bestückung erfolgen.
    Team: Simon Gottwald
    Jahr: 2018
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 04/2018 – 03/2021
  • Elastomer-3D
    Im Rahmen des Projekts soll ein neuartiges Verfahren zur additiven Fertigung von Kautschukbauteilen mittels einer formgebenden Kontur aus Thermoplast entwickelt werden.
    Leitung: M. Sc. Sebastian Leineweber
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF - IFL
    Laufzeit: 04/2019 – 03/2021
    © Quelle: ITA
  • PhoenixD - Elektrische Integration von optischen Netzwerken
    Optische Präzisionssysteme schnell und kostengünstig mittels additiver Fertigung realisieren: Dies ist die Vision von PhoenixD. In diesem Teilprojekt wird an der Fertigung von planaren optischen Netzwerkstrukturen geforscht. Die optische Ankopplung der Lichtquellen an den Lichtwellenleiter, der beispielsweise gedruckt oder dispensiert wird, ist eine der Forschungsfrage, die es zu lösen gilt. Hierbei ist die präzise Montage und Ausrichtung zur Stirnfläche des Wellenleiters von enormer Bedeutung.
    Leitung: Birger Reitz
    Jahr: 2019
    Laufzeit: 01/2019 - 06/2023
  • DIGITRUBER – Data Mining und KI zur optimierten prozessübergreifenden Steuerung
    Im Rahmen des Verbundsprojektes „Digitale Kautschukverarbeitung – Am Beispiel Extrusion“ (DIGITRUBBER) wird durch die Kombination von neuen Messtechnikansätzen, klassischer Modellbildung und maschinellem Lernen eine Online-Charakterisierung der verarbeiteten Kautschukmischung entwickelt. Dadurch soll eine Produktion am Qualitätsoptimum bei gleichzeitiger Verringerung des Ausschusses sichergestellt werden.
    Leitung: M. Sc. Sebastian Leineweber
    Jahr: 2021
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 04/2021 – 03/2024

SFB 1368 Sauerstofffreie Produktion

  • Kontrolle des Sauerstoffgehaltes im thermischen Lichtbogen und die Wirkung auf den Werkstoffübergang zur Herstellung von sauerstofffreien Fügeverbindungen
    Im Teilprojekt B05 werden die Vorgänge in der thermischen Prozesszone und an der Werkstückoberfläche durch die Erzeugung einer XHV-adäquaten Atmosphäre im Lichtbogenbereich von Schweiß- oder Lötprozessen erforscht. Die entstehende sauerstofffreie Prozesszone wird dabei als reaktive Prozesszone betrachtet, in der ein Potential zur Oxidschichtreduktion an der Probenoberfläche besteht. Gefüge und Struktur der Fügeverbindungen können damit hinsichtlich der mechanisch technologischen Eigenschaften und der Arbeitssicherheit weitreichend verbessert werden.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP B05
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Prozessintegrierte metallische Sinterbeschichtungen für das Formhärten mit konduktiver Erwärmung
    In Zusammenarbeit mit dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) entwickelt das Institut für Werkstoffkunde (IW) ein Verfahren zum prozessintegrierten Beschichten von Stahlblechen mit NiCr-basierten Pulverwerkstoffen bei der konduktiven Blecherwärmung für das Presshärten. Ziel des simultanen Beschichtens der Blechplatinen ist es, den hieraus formgehärteten Blechbauteilen eine hohe Korrosionsbeständigkeit zu verleihen.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP A04
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Stoffschlüssige Grenzflächenübergänge beim thermischen Beschichten mit Lichtbogen- und Plasmaspritzprozessen
    Zur Herstellung besonders hochwertiger Beschichtungen wird in dem Teilprojekt B02 das Lichtbogen- und Plasmaspritzen in XHV-adäquater Argon- oder Stickstoffatmosphäre erforscht. Als notwendige Oberflächenvorbehandlung für den Spritzprozess sind Möglichkeiten zur Desoxidation der Substratoberfläche durch Integration des Korundstrahlens in die XHV-adäquate Atmosphäre der Prozesskammer zu untersuchen und zu entwickeln. Die in die Schichtbaustelle eintreffenden Spritzpartikel sollen eine vollständig stoffschlüssige Benetzung vollziehen, sodass in den Grenzflächenübergängen eine metallurgische Anbindung entsteht, die den Charakter einer Hartlötverbindung aufweist.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP B04
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Untersuchung des Kaltpressschweißens unter XHV-adäquater Atmosphäre im Prozess des Walzplattierens
    Das Walzplattieren ist ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffverbunden basierend auf einer Adhäsionsverbindung zwischen zwei oder mehreren Blechen. Mögliche Materialkombinationen sind jedoch insbesondere beim Kaltplattieren eingeschränkt. Innerhalb des Projektes wird deshalb die Verbunderzeugung unter vollständiger Sauerstofffreiheit erforscht. So wird die Ausbildung passivierender Oxidschichten zwischen den Verbundpartnern verhindert und die Verbundqualität signifikant verbessert.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP A05
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Eigenschaften und lokale Mikrostruktur oxidschichtfrei erzeugter Verbundgussbauteile
    Oxidschichten erschweren bei Verbundgussprozessen die Benetzung und verhindern eine stoffschlüssige Anbindung des Gusswerkstoffs an die Einlegebauteile oft vollständig. Erfolgt der Gießprozess jedoch in einer sauerstofffreien Prozessgasatmosphäre, sind bisher nicht auftretende Grenzflächenreaktionen zu erwarten, die zur Erzeugung von Werkstoffverbunden aus Aluminium und Kupfer mit gesteigerter Festigkeit und erhöhter thermischer Leitfähigkeit genutzt werden können.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP A01
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023

SFB/TRR 73 Blechmassivumformung

School for Additive Manufacturing (SAM)

  • Additive manufacturing of functionally graded metals with coaxial powder-wire-hybrid feed
    By the processing of multi-materials with different compositions within one component, Functionally Graded Additive Manufacturing (FGAM) offers great potential for the demand-oriented design of additively manufactured functional components: By distributing different materials, the mechanical, thermal, chemical, magnetic and electrical properties of additively manufactured components can be adjusted with local resolution.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Targeted assembly of functional nanostructures by means of additive manufacturing
    The advantage of the wet chemical process for the production of nanoparticles is that various inorganic materials can be grown on many billions of nanoparticles with the precision of a few atomic monolayers. A variety of wet-chemical "bottom-up" production methods for nanoparticles of different sizes, shapes and material compositions are already known. Many of the resulting nanoscale materials have fascinating physical and chemical properties that are of great interest for a broad range of applications (e.g. catalysis, photocatalysis and sensor technology).
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Passive control elements for intelligent flow control in heat exchangers
    Heat exchangers are the most frequently used devices in energy and process engineering plants. Typically, one heat-emitting and one heat-absorbing fluid is involved and these are designed for a nominal load point with regard to flow rates and temperature level. In the partial load range, for example, the flow rates of the fluids can deviate significantly from the nominal load case, which typically leads to incorrect distributions and consequently poor efficiency of the apparatus.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Five-axis Adaptive Manufacturing of Fiber-reinforced Plastic Components
    A decisive factor for energy-efficient mobility is the payload ratio, which can be optimised implementing lightweight construction concepts. As the already existing lightweight applications are highly uneconomical for small series and their possible applications are limited, alternative production concepts have to be developed.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Simulation and concept development for implants made of graded materials
    The use of graded materials with locally adapted properties can offer great added value for a variety of different applications. In biomedical engineering, such graded materials are of particular interest for implants, since the bimodal porous structure of bones can be reproduced and thus local mechanical properties such as stiffness or strength. For the development of implants, the stresses that occur during usage must be known and taken into account during construction.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Additive manufacturing of 3D-multi-material components for laser powder bed fusion
    With the help of laser powder bed fusion, 3D-multi-material components with an arbitrary material distribution in all three spatial directions can be realized: On the one hand, the porperties in the component can be adjusted voxel-wise, thus resolving conflicts of objectives, and on the other hand, additive manufacturing offers a high degree of design freedom.
    Jahr: 2020
    Förderung: Leibniz University of Hannover
  • Additive manufacturing of integrated piezoresistive sensors
    Compared to conventional manufacturing processes, Additive Manufacturing offers a wide range of new design options, including a high potential for function integration. Fused Layer Modeling provides the possibility of combining several materials in one component without an additional joining process. For example, functions based on locally adapted thermal or electrical conductivity can be integrated into one component and piezoresistive structures can be realized by means of local application of composite materials.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Development of hybrid material systems with sensor properties
    Additive Manufacturing processes are becoming increasingly important regarding locally adapted material properties and functional integration. During the manufacturing process, inherent material properties can be specifically tailored to the respective area of application. Both the mechanical-technological and the physical properties of a component can be specifically modified.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Non-destructive optical characterization of microoptical systems
    The Additive Manufacturing of microoptical systems allows the efficient realization of novel optical structures. For the further development and improvement of manufacturing processes and optical designs, a comprehensive characterization of the manufactured components is necessary. To date, destructive methods or functional tests are the only options available for optical characterization. However, there is a great need for new, non-destructive methods for the three-dimensional characterization of optical components.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Simulation of the laser metal deposition process using meshfree methods
    Additive manufacturing has great potential for the realization of end products with optimized geometry and tailored material properties. The laser metal deposition process (LMD process) is an excellent option for depositing high-precision materials at various locations and is therefore a suitable process for the production of multi-materials. However, the uncertain quality of the final additively manufactured component has so far been a major obstacle for the industrial application of Additive Manufacturing.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Degradation behaviour of additively manufactured components with local functional properties
    Additively manufactured components with integrated functional areas or density gradients lead to the challenge that these may have a negative influence on important technological properties such as mechanical strength or corrosion resistance. Therefore, a comprehensive characterization of the property profile of functional components is required in order to establish the relationship between local microstructural features and degradation behaviour under mechanical load. With these data, additively manufactured functional components can be developed with regard to their intended field of application.
    Jahr: 2020
    Förderung: Nds. Ministerium für Wissenschaft u. Kultur
    Laufzeit: Förderung seit 2020
  • Process-integrated self-regulation of the Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) process to produce graded designed materials
    How can the WAAM printer learn the height offset from its own process data in order to generate fully automatic three-dimensional graded designed components? In the future, a process-dependent variable for working in the third dimension can be extracted from the arc process itself. The self-regulating process becomes intelligent! The traditional approach of slicing can be transferred by the development of a point-to-point control to the robot based WAAM technology in kind of a self-controlled process to vary the possibilities to produce specially designed materials.
    Jahr: 2020
    Förderung: Nds. Ministerium für Wissenschaft u. Kultur
    Laufzeit: Förderung seit 2020
  • Strategies to increase product sustainability by Selective Laser Melting
    In this project, the potential of the industrial production of metallic components using Selective Laser Melting (SLM) as an Additive Manufacturing process is to be analysed with regard to ecological sustainability - defined by energy consumption over the product life cycle. The conditions under which SLM is more sustainable than existing conventional processes will be specified. This project focuses on functionalized structural components. The aim is to provide product design and quality engineers with a set of rules and to show potentials for improvements in sustainability.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Atomic Layer Deposition for conformal surface functionalization of parts produced by additive manufacturing
    Additive Manufacturing Processes enable the realization of components with complex geometries using new material combinations. In addition to the mere fulfilment of structural-mechanical tasks, these components will have to offer additional functional properties to an increasing extent in the future. The surface quality, which is closely linked to the respective additive manufacturing process, often limits their possible applications. Restrictions can arise directly from the microstructure and the chemical and physical properties of the material combinations used.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Functional nanoswitches for additively manufactured materials
    In the development of new Additive Manufacturing processes, the integration of precision optical functions places the highest demands on manufacturing tolerances. The required selective modern materials require an adaptation of the properties to a certain effect. Complex nanoswitches offer such physico-chemical property changes. Nanoswitches are able to change between different energetic electronic states physically and chemically. In doing so, properties such as refractive index, color, size, modulus of elasticity etc. change.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Restriction-compliant design of additively manufactured functionalised structural components
    Within this project, a methodology for designing functional structural components manufactured by SLM processes will be developed. Special attention will be paid to the designing of new components by using knowledge about components’ conditions under the influence of mechanical loads.
    Jahr: 2020
    Förderung: Lower Saxony Ministry for Science and Culture
  • Additive production of functionalized silicone optics
    While additive manufacturing technologies for metals and polymers have been employed successfully in industry for many years, research into the generative production of silicones is still in its infancy. Especially with regard to optical elements such as lenses, this material class offers a high potential, since it can withstand higher ambient temperatures than polymers and can also be reversibly deformed by mechanical force.
    Jahr: 2020
    Förderung: Leibniz University of Hannover

Produktionsmanagement

  • SFB 871 - Modellierung von Regenerationslieferketten
    Maschinen und Anlagen gibt es nicht im Supermarkt. Und weil Investitionsgüter meistens auch noch teuer sind, lohnt es sich, bei der Instandsetzung einmal genau hinzusehen …
    Jahr: 2010
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2018 – 06/2022
  • Transferprojekt - Logistikorientierte Reihenfolgestrategien für mehrstufige Produktionen
    Ziel des Forschungsprojekts ist es, ein allgemeines Vorgehensmodell zur Bestimmung einer logistikorientierten Reihenfolgestrategie für Produktionsbereiche zu entwickeln. Aufbauend auf Vorarbeiten werden hierfür die Auswirkungen verschiedener Reihenfolgeregeln auf das Terminabweichungsverhalten sowie Produktivitätsgewinne an einzelnen Arbeitssystemen quantitativ bewertet und miteinander verknüpft. Unter Berücksichtigung konfliktärer Zielgrößen und der Diskussion möglicher Kompensationsmaßnahmen erfolgt die Ableitung des Vorgehensmodell, welches bei einem Anwendungspartner implementiert wird.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2019 - 12/2019
  • LoProBe - Logistische Produktportfoliobewertung
    Herkömmliche Ansätze zur Produktportfoliobewertung evaluieren Portfolios häufig nur unter Berücksichtigung von marktorientierten oder finanzwirtschaftlichen Bewertungsdimensionen. Logistikaufwendungen wie bspw. hohe Rüstaufwände, die in der Produktion durch die Beibehaltung problematischer Produkte in Produktportfolios entstehen können, werden aktuell nicht dediziert in den Fokus genommen. Im Rahmen des Projekts „LoProBe – Logistische Produktportfoliobewertung“ wird eine Methode zur multikriteriellen, logistikorientierten Bewertung entwickelt, die den Einfluss von Produktportfolios auf Zielgrößen der Logistikleistung und Logistikkosten produzierender Unternehmen beschreibbar macht.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2020 - 08/2022
  • HaLiMo 2 - Systematische Untersuchung der Wirkung von Verfahren der Produktionsplanung und der Produktionssteuerung auf logistische Zielgrößen
    Ziel des Forschungsprojektes ist zum einen die strukturierte und einheitliche Sammlung von Verfahren zur Erfüllung der Aufgaben im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung. Darauf aufbauend sollen sowohl die direkten als auch die indirekten Wirkungen der PPS-Verfahren auf die logistischen Zielgrößen untersucht werden. Ergebnis dieser Untersuchungen sollen belastbare Aussagen über die Wirkzusammenhänge sein. Die Beschreibung der Wirkzusammenhänge erfolgt hierbei quantitativ durch die mathematische Verknüpfung der Elemente der unternehmensinternen Lieferkette und den logistischen Zielgrößen mithilfe von bestehenden logistischen Modellen.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 03/2020 - 07/2022
  • iMoD - Intelligente modulare Robotik und integrierte Produktionsgestaltung im Flugzeugbau
    In diesem Projekt wird die Automatisierung, Digitalisierung und logistische Optimierung von Montageprozessen in der Flugzeugproduktion adressiert. Es wird erforscht, wie sich die Flugzeugfertigung und die zugehörige Intralogistik durch den Einsatz autonomer Roboter, modularer Transportressourcen und neu gestalteter Abläufe hinsichtlich Flexibilität und Kosten verbessern lassen. Dafür sollen autonome Roboter zusammenarbeiten, um gemeinsam Transportaufgaben zu übernehmen. Dies muss über entsprechende Planungs- und Steuerungsverfahren abgebildet werden. Der Aufbau neuartiger Produktionsstrukturen soll ermöglichen, individualisierte Flugzeuge in effizienter Serienproduktion herzustellen und damit den Flugzeugbau-Standort Deutschland zu sichern.
    Leitung: Alexander Wenzel
    Jahr: 2021
    Förderung: dtec.bw
    Laufzeit: 01.09.2021 – 31.12.2024

Additive Fertigung

  • 3D-CopperPrint
    In 3D-CopperPrint wird der Einsatz der Additiven Fertigung (3D-Druck) zur generativen Erzeugung von Kupferleiterbahnen auf adaptiven räumlichen Schaltungsträgern untersucht. Dieser Prozess kann für die Herstellung von elektrisch-mechanischen Hybridbauteilen als Alternative zu bestehenden Verfahren verwendet werden. Der Ansatz basiert auf dem Auftrag von kupfergefüllten Lacken auf die Oberfläche von dreidimensionalen Objekten und das anschließende photothermische Lasersintern der Pfade.
    Team: Ejvind Olsen
    Jahr: 2018
    Förderung: BMWi, AiF (IGF)
    Laufzeit: 10/2018 – 06/2020
  • Maßgeschneiderte Magnesiumlegierung für das selektive Laserschmelzen: Werkstoffentwicklung und Prozessmodellierung
    Die additive Fertigung, im speziellen das Laser-Pulverbettverfahren (PBF-LB), gewinnt in der Herstellung von Metallbauteilen eine immer größere Bedeutung. Die thermophysikalischen Eigenschaften von Magnesium führen zu einer sehr schlechten Prozessierbarkeit im PBF-LB-Prozess und folglich zu einer geringen Bauteilqualität. Im Rahmen dieses Projektes wird eine spezielle Legierung hierfür entwickelt, mit der diese prozessbedingten negativen Eigenschaften von Magnesium umgangen werden, um das Potential im Leichtbau und der Biomedizintechnik weiter ausschöpfen zu können.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG - SPP 2122
    Laufzeit: 09/2018-11/2021
  • Integration additiver Herstellverfahren in die industrielle Prozess-, Fertigungs-, und IT-Kette (PR0F1T)
    Die additive Fertigung (AM) bietet hohes Potenzial im Bereich der ressourceneffizienten Herstellung komplexer Bauteilgeometrien, insbesondere bei teuren Werkstoffen und kleinen Losgrößen. Diesen Vorteilen stehen allerdings einige Herausforderungen entgegen. So ist die erzielbare Maßhaltigkeit und Oberflächengüte in der Regel nicht ausreichend, sodass eine spanende Nachbearbeitung der Bauteile erforderlich ist. Aufgrund der unterschiedlichen Planungsprozesse und technologischen Randbedingungen in der additiven- bzw. spanenden Fertigung besteht aktuell nur eine unzureichende Kompatibilität der Planungsdaten und es existiert keine durchgängige Entwicklungskette. Im vom BMBF geförderten Verbundprojekt Projekt PR0F1T werden Lösungen für diese Herausforderungen erarbeitet.
    Jahr: 2018
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 01.01.2017 - 31.12.2019
  • Erforschung der Eignung additiv gefertigter Komponenten für den Einsatz in Werkzeugmaschinen am Beispiel einer Hauptspindel (Add-Spin)
    Additive Fertigungsverfahren (AF) haben in den vergangenen Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Der Einsatz von AF bietet die Möglichkeit, individuelle, funktionsgerechtere Bauteile mit minimalem Materialeinsatz zu fertigen, die mithilfe herkömmlicher Fertigungsverfahren nicht oder nur mit großem Aufwand zu fertigen sind.
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF IGF
    Laufzeit: 01/2019-12/2020
  • Elastomer-3D
    Im Rahmen des Projekts soll ein neuartiges Verfahren zur additiven Fertigung von Kautschukbauteilen mittels einer formgebenden Kontur aus Thermoplast entwickelt werden.
    Leitung: M. Sc. Sebastian Leineweber
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF - IFL
    Laufzeit: 04/2019 – 03/2021
    © Quelle: ITA
  • Investigation of a novel additive manufacturing process for copper alloys based on the non-vacuum electron beam technology
    Aim of the project is the investigation of a novel additive manufacturing process using atmospheric electron beam technology and an assessment of its potential. To utilize the high power and power density of the non-vacuum electron beam, a wire-based process for large, near net-shape products is focus for this research project.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2019-07/2021
  • Maßgeschneiderte Magnesiumlegierung für das selektive Laserschmelzen: Werkstoffentwicklung und Prozessmodellierung
    Die additive Fertigung durch Laser-Pulverbettverfahren (PBF-LB) gewinnt in der Herstellung von Metallbauteilen eine immer größere Bedeutung. Die Oxidations- und Schmelzeigeneigenschaften von Magnesium führen zu einer sehr schlechten Prozessierbarkeit im PBF-LB-Prozess und folglich zu einer geringen Bauteilqualität. Im Rahmen dieses Projektes wird eine spezielle Legierung entwickelt, die optimal an den PBF-LB-Prozess angepasst ist, um das Potential im Leichtbau und der Biomedizintechnik weiter ausschöpfen zu können.
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG - SPP 2122
    Laufzeit: 01/2022-12/2024

Produktionssysteme

  • SFB871 – C1: „Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“
    Im Teilprojekt C1 („Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“) des SFB871 werden am Beispiel von Triebwerksschaufeln die spanende Rekonturierung und ihr Einfluss auf die Oberflächenqualität sowie die Eigenspannung in der Randzone untersucht. Ziel ist es Bearbeitungsregeln zur gezielten Einstellung der zerspanungsbedingten Bauteilbeeinflussung aufstellen und eine bauteilindividuelle NC-Prozessplanung vorzunehmen.
    Team: Sven Friebe
    Jahr: 2012
    Förderung: DFG-Förderung
    Laufzeit: 01/2014 – 12/2021
  • DigiTwin – Effiziente Erstellung eines digitalen Zwillings der Fertigung
    Per Scan und anschließender Objekterkennung automatisiert zum Simulationsmodell
    Leitung: Markus Sommer (isb GmbH)
    Team: Markus Sommer (isb GmbH), Josip Stjepandic (PROSTEP AG), Moritz von Soden (Bornemann Gewindetechnik), Sebastian Stobrawa (IFW)
    Jahr: 2018
    Förderung: KMU Innovativ: Dienstleistungsforschung (BMBF)
    Laufzeit: 12/2018-11/2020
    © Stobrawa
  • Digitale Bildungsmedien als Beitrag zur Öffnung von Hochschulen (OpenDigiMedia)
    Unter dem Namen OpenDigiMedia wird Interessierten eine Online-Lernplattform rund um das Thema Digitalisierung in der Produktion bereitgestellt. Angeboten werden freie Kurse und Materialien, wie Grafiken, Texte und Videos über neue Technologien der Digitalisierung und ihre Einsatzmöglichkeiten. Gefördert wird das Projekt der Leibniz Universität Hannover und der Agentur für Erwachsenen- und Weiterbildung vom Land Niedersachsen und dem Europäischen Sozialfond.
    Leitung: Prof. Dr. Steffi Robak
    Team: Silke Thiem, Gina Vibora Münch
    Jahr: 2018
    Förderung: Europäischer Sozialfonds (ESF) und MWK
    Laufzeit: 08/2018 - 07/2020
    © OpenDigiMedia
  • Energieeffiziente Prozessketten für einen reibungs-, gewichts- und lebensdaueroptimierten An-triebsstrang
    Im Projekt Antriebsstrang 2025 werden innovative Prozessketten und hybride Werkzeugkonzepte entwickelt, welche die Herstellungs- und Nutzungsphase von Antriebskomponenten energie- und ressourceneffizienter gestalten. Anschließend erfolgt eine ökologische Bewertung und eventuelle Anpassung der entwickelten Prozessketten anhand von Online-Daten. Ziel ist es, die Energie- und Ressourceneffizienz in der Herstellung und Nutzung der Antriebsstrangkomponenten zu erhöhen und somit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.
    Leitung: Alexander Krödel
    Team: Handrup, Katzsch, Kettelmann, Meyer, Pillkahn, Schmidt
    Jahr: 2018
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 09/2018 - 08/2021
    © Miriam Handrup
  • Antriebsstrang 2025
    Energieeffiziente Prozessketten zur Herstellung eines reibungs- gewichts- und lebensdaueroptimierten Antriebsstrangs
    Leitung: Dr.–Ing. Benjamin Bergmann
    Team: Miriam Handrup, Daniel Katzsch, Philipp Pillkahn, Leon Reuter, Christopher Schmidt
    Jahr: 2018
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
    Laufzeit: 09/2018-02/2022
    © IFW
  • SFB 653 - Transferprojekt T13 „Wissensbasierte Prozessfeinplanung auf Grundlage von Vergangenheitsdaten“
    Trotz großer Weiterentwicklungen im Bereich der Datenaufnahme und -analyse wird insbesondere bei Drehprozessen die Prozessfeinplanung oft manuell auf Grundlage der Erfahrung des jeweiligen Maschinenbedieners durchgeführt. Hierdurch wird die Flexibilität der Fertigung aufgrund der Abhängigkeit von erfahrenem Personal reduziert. Hinzu kommt eine eingeschränkte Nutzung des insgesamt verfügbaren Erfahrungswissens aufgrund verschiedener Maschinenbediener sowie einer eingeschränkten Dokumentation der Prozesse. Aus diesen Gründen wird im Transferprojekt T13 des Sonderforschungsbereichs 653 eine Methode für die wissensbasierte Prozessfeinplanung entwickelt und transferiert. Diese ermöglicht das automatisierte Bestimmen und Optimieren von Prozessstellgrößen basierend auf den Prozessdaten vergangener Bearbeitungsprozesse.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Siebo Stamm
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2018 – 12/2019
    © Scd/79594 © IFW
  • ReTool 2 - Verfahren zur Regeneration verschlissener Fräswerkzeuge durch Umschleifen
    Im Rahmen des Vorhabens ReTool 2 soll ein ökologisch und ökonomisch effizientes Verfahren zur regenerativen Fertigung verschlissener Vollhartmetall (VHM)-Fräswerkzeuge entwickelt werden. Dieses beruht auf einer direkten Wiederverwendung verschlissener Fräswerkzeuge, die nicht mehr nachgeschliffen werden können. Die verschlissenen Werkzeuge werden als Rohlinge für Neuwerkzeuge eines kleineren Durchmessers verwendet. Bei der Herstellung der Werkzeuge entfällt damit der energieintensive Sinter- bzw. Recyclingprozess von Hartmetall. Ziel dieses Projekts ist es, das Werkzeug-Regenerationsverfahren gemeinsam mit dem Unternehmen Wulf Schleiftechnik GmbH zur Marktreife zu entwickeln.
    Leitung: Marcel Wichmann
    Team: Sven Friebe
    Jahr: 2018
    Förderung: EFRE - Europäischer Fond für regionale Entwicklung
    Laufzeit: 06/2018-12/2020
    © IFW - Marcel Wichmann
  • SPP 2086: Prozesssichere Einstellung von Randzoneneigenschaften bei der spanenden Bearbeitung hochfester und duktiler Stähle mit einem lernfähigen Fertigungssystem
    Leitung: apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Bernd Breidenstein
    Team: Lara Fricke (IW), Hai Nam Nguyen (IFW)
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2018-06/2021
    © wbk Institut für Produktionstechnik (KIT)
  • Lokalisierungs- und Kommunikationssystem zur betriebsbegleitenden Fertigungsplanung und -steuerung
    Zur Verbesserung der Planungsdatenbasis und der Produktion von Bauteilen soll ein neuartiges drahtloses Lokalisierungs-, Kommunikations- und Prozessleitsystem unter Verwendung von Positions-, Betriebs- und Maschinendaten entwickelt werden. Dieses soll die Bauteile in den jeweiligen Transportcontainern jederzeit in der Fertigungshalle orten. Durch die im Projekt angestrebte technische Innovation des zu entwickelnden Systems wird eine deutlich verbesserte Informationsgrundlage erreicht, die bessere Planungsentscheidungen in der Fertigung ermöglicht. Dies kann beispielsweise darin resultieren, dass ausgehend vom aktuellen Planungszustand betriebsbegleitend eine kostengünstigere Alternativroute durch die Fertigung ermittelt wird.
    Team: IFW, ATS Elektronik GmbH, Fauser AG
    Jahr: 2019
    Förderung: Aif
    Laufzeit: 12/2019-03/2022
    © Daniel Arnold
  • Teilautonome Fertigungszelle für orthopädische Implantate
    Im Projekt TempoPlant wird eine teilautonome Fertigungszelle zur wirtschaftlichen Herstellung von individualisierten Produkten am Beispiel von Dentalbrücken und orthopädischen Implantaten erforscht. Dadurch soll eine drastische Reduzierung der manuellen Arbeits- und Dokumentationsschritte erreicht werden.
    Leitung: Maruan Shanib (DMG Mori Digital)
    Team: Sebastian Kaiser, Martin Winkler
    Jahr: 2019
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 01.05.2019 – 31.12.2022
  • Zukunftslabor Produktion
    Zur prozess- und unternehmensübergreifenden Verkürzung der Produktionsabläufe in der Druckgussindustrie bestehen große Optimierungspotenziale. Diese betreffen eine Erhöhung der Datentransparenz zwischen den Prozessmodellen in der digitalen Fertigungskette und der realen Fertigungsebene. Dazu ist eine prozesskettenspezifische Gestaltung der Datendurchgängigkeit und Datenkonsistenz notwendig. Das Ziel des Verbundvorhabens ist die selbstständige Optimierung von Fertigungsverfahren und Produktionsabläufen durch das Schließen der digitalen Prozesskette am Beispiel der Druckgussindustrie.
    Leitung: Dr.-Ing. Marc-André Dittrich
    Team: Lukas Stürenburg
    Jahr: 2019
    Förderung: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur, Volkswagen Stiftung
    Laufzeit: 10.2019 – 09.2024
    © zdin
  • JobTRADE – Assistenzsystem zum unternehmensübergreifenden Handel von Produktionskapazitäten
    Der wirtschaftliche Erfolg von KMU in der Lohn- bzw. Auftragsfertigung liegt neben einem effizienten Auftragsvergabeprozess in einer hohen Auslastung der Fertigungsressourcen und dem Einhalten der Liefertermine. Da die Informationsbeschaffung zur Erstellung von Angeboten mit einem hohen manuellen Aufwand verbunden ist, wird im Projekt in Zusammenarbeit mit der Fauser AG eine unternehmensübergreifende Handelsplattform für Aufträge und Kapazitäten von Lohnfertigern entwickelt. Die Prüfung der technischen und terminlichen Machbarkeit eines Auftrags soll die potenziellen Produzenten identifizieren und anschließend teilautomatisiert kalkulierte Angebotspreise übermitteln. Dies kann den Anteil der nicht wertschöpfenden Arbeitszeit deutlich reduzieren.
    Leitung: Simon Settnik
    Team: Fauser AG
    Jahr: 2019
    Förderung: NBank
    Laufzeit: 08/2019-08/2021
    © Fauser AG
  • Exzellenzcluster PhoenixD – Design und Herstellung von Präzisionsoptik
    Die Anforderungen an optische Elemente nehmen stetig zu. Die Herstellung eines individuellen und hochfunktionalen optischen Elements ist nach heutigem Stand der Technik aufwendig und komplex. Die mehrstufigen Produktionsmethoden werden häufig durch Handarbeit in Verbindung mit hohen Kosten realisiert. Aus diesem Grund versuchen die Wissenschaftler des Exzellenzclusters „PhoenixD“, als eine Initiative, Design und Herstellung von Präzisionsoptiken neu zu definieren Das IFW erforscht die Additive/Subtraktive Fertigung, Simulationsbasierte Prozessplanung und Feinpositioniersysteme, die in der visionären Produktion von Präzionsoptik realisiert werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Denkena
    Team: Malek, Schmidtamann, Bild
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/20219 - 12/2022
    © IFW
  • Adaptive Prozessplanung für das Entgraten von Strukturbauteilen
    In Zusammenarbeit mit dem Unternehmen SWMS wird an einer Lösung zur vollständigen Automatisierung des Entgratprozesses geforscht. Dabei wird eine adaptive Prozessplanung als Ansatz verfolgt. Im Speziellen erfolgt dabei eine automatische Gratdetektion mittels optischer Messtechnik. Zur Sensorwegplanung wird die Durch Anwendung Die somit erhaltene Expertise wird durch einen Soll-Ist-Vergleich für die adaptive CAD/CAM-Planung appliziert, um hinreichend genau und zeitoptimal den Entgratprozess zu automatisieren.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: René Räker
    Jahr: 2020
    Förderung: ZIM – BMWi
    Laufzeit: 09/2020-08/2022
    © IFW, Klaas Heide
  • Selbstoptimierende dezentrale Fertigungssteuerung (SelF)
    Die Steuerung einer Werkstattfertigung ist von einer hohen Komplexität geprägt. Durch den Einsatz von Multiagentensystemen kann die Entscheidungsfindung dezentral gestaltet und damit die Komplexität reduziert werden. Dabei werden die Steuerungsentscheidungen allerdings ausschließlich basierend auf den dezentral verfügbaren Daten getroffen. Das globale Systemverhalten der Fertigung wird nicht berücksichtigt. Durch die Integration von Methoden des bestärkenden Lernens kann die dezentrale Entscheidungsfindung unter Berücksichtigung globaler Fertigungskennzahlen optimiert werden. In diesem Projekt wird daher eine agentenbasierte Fertigungssteuerung mittels Deep Q-Learning entwickelt und erforscht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Silas Fohlmeister
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2020-06/2022
  • IIP-Ecosphere: Next Level Ecosphere for Intelligent Industrial Production
    Die Vision des Forschungsprojekts „IIP-Ecosphere“ ist es, kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMUs) einen möglichst niedrigschwelligen Einstieg für die Nutzung von künstlicher Intelligenz (KI) zu bieten. Dazu wird ein neuartiges KI-Ökosystem aufgebaut, dass einen Innovationssprung im Bereich der Selbstoptimierung der Produktion auf Basis vernetzter, intelligenter, autonomer Systeme zur Steigerung der Produktivität, Flexibilität, Robustheit und Effizienz hervorbringt. Das KI-Ökosystem wird von einer Stakeholder-Community aus Forschung und Wissenschaft gleichermaßen aufgebaut, sodass eine aktive Gestaltung des Ökosystems und eine dauerhafte Mehrwertbildung sichergestellt werden.
    Leitung: Per Schreiber
    Team: Tobias Stiehl, Sören Wilmsmeier, Daniel Kemp
    Jahr: 2020
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 01/2020 bis 12/2022
    © Leibniz Universität Hannover
  • Richtig Planen: Robuste Produktion mit zufriedenem Arbeitspersonal
    Wie können Algorithmen eine robuste Produktion und das Berücksichtigen personenbezogener Ziele ermöglichen? Welche Potenziale und Möglichkeiten bietet die Förderung der Mitarbeiterzufriedenheit Unternehmen? Dies sind Fragen, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover im von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt „Multikriterielle Personaleinsatzplanung unter Berücksichtigung der Robustheit von Produktionssystemen“ (MultiPEP) beantworten wollen. „Wir wollen zeigen, dass die individuellen Ziele der Beschäftigten Teil einer robusten Produktion sein können und nicht konträr zu den Unternehmenszielen stehen“, erläutert Projektmitarbeiterin Gina Vibora Münch.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Gina Vibora Münch
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 6/2020 – 12/2022
    © IFW
  • SFB 871 TP4: Automatisierte Rekonturierung von Fan Blades
    Der Sonderforschungsbereich (SFB) 871 „Regeneration komplexer Investitionsgüter“ erforscht seit 2010 die wissenschaftlichen Grundlagen der Regeneration am Beispiel von Flugzeugtriebwerken. Im Rahmen des Transferprojektes 4 werden die Erkenntnisse aus dem SFB 871 hinsichtlich der automatisierten Planung der Rekonturierung von Verdichterschaufeln unter Berücksichtigung einer individuellen Soll-Gestalt auf die Rekonturierung von Fan Blades übertragen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Ermittlung einer individuellen Soll-Gestalt, der automatisierten Anpassung des Werkzeugwegs unter Berücksichtigung des lokalen Aufmaßes sowie der Übertragung des geometrischen Simulationsmodells. Mit diesem Werkzeug wird der Einfluss von Prozessstellgrößen auf die Maßhaltigkeit ermittelt. Dazu werden die simulierten Prozesskenngrößen innerhalb einer Versuchsreihe mit der real erzeugte Ist-Gestalt verglichen. Hieraus erfolgt ein Regelwerk für die Rekonturierung welches in Verbindung mit dem automatisierten Planungsalgorithmus in den aktuellen Reparaturprozess integriert wird.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Robert Kenneweg
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 05/2019 - 11/2021
    © IFW
  • Learn WZS - Lernende Prozessadaption für das Werkzeugschleifen
    Komplexere Prozesse und anspruchsvollere Werkstücke erfordern eine immer intensivere Prozessvorbereitung, wodurch zusätzliche Ressourcen gebunden werden. Dieser Tatsache stellt das Projekt Learn WZS die Entwicklung echtzeitfähiger Simulationen des Werkzeugschleifens gegenüber, mit denen sowohl die Effizienz als auch die Qualität der Fertigungsprozesse erhöht werden. Auf Basis der Simulationen entstehen Prozessmodelle, die mittels maschinellem Lernen Zielgrößen wie Formhaltigkeit, Oberflächenrauheit, Randzonenbeschaffenheit und Fertigungszeit optimieren. Die autonome Modellierung entscheidet selbstständig, für welche Prozessspezifikationen eigene Teilmodelle gebildet werden. Abschließend wird eine allgemeine Methodik zur automatisierten Modellbildung unabhängig von Werkstück, Werkzeug und Werkzeugmaschine erforscht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Michael Wulf
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 06/2021 – 11/2023
  • Prozesskette zur verzugsoptimierten Fertigung umgeformter Strukturbauteile
    Im Rahmen des Forschungsvorhabens Poly-ProFiLEd wird in Zusammenarbeit mit dem Luftfahrtunternehmen Deharde GmbH an der Optimierung einer Prozesskette, bestehend aus spanenden und umformenden Prozessen geforscht. Effizienzsteigerung stellt den wesentlichen Faktor für den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit dar, weshalb komplexere, innovative Fertigungsverfahren in die Prozessketten eingebunden werden. Um das Optimierungspotential der Prozesskette voll auszuschöpfen, ist es notwendig die Wechselwirkungen zwischen den Prozessen mittels experimenteller sowie simulativer Methoden zu erforschen und eine selbstoptimierende digitale Prozesskette aufzustellen. Durch eine integrierte Datenrückführung sowie eine selbstlernende, verzugsoptimierte Prozessstellgrößenanpassung soll die Qualitätssicherung nachhaltig verbessert und die Informationstransparenz des Werkstücks erhöht werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Philipp Pillkahn, Fabian Schlenker
    Jahr: 2021
    Förderung: NBank
    Laufzeit: 01/2021-12/2023
    © Scl/112 748 ©IFW
  • Automatisierte Bestimmung von Vorgabezeiten und Arbeitsfolge aus technischen Zeichnungen
    Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Lohn- und Auftragsfertigung sind auf eine effiziente Auftragsakquise angewiesen, um am Markt zu bestehen. Aufgrund immer komplexerer Bauteile und kleiner Losgrößen wird die Angebotskalkulation für viele KMU zu einer Herausforderung. An diesem Punkt soll das Projekt „Automatisierte Bestimmung der Vorgabezeiten und der Arbeitsgangfolge unter Berücksichtigung technologischer Zwangsfolgen“ KMUs unterstützen.
    Leitung: Dr. Jesko Friedrich Merkel (Point8 GmbH)
    Team: Simon Settnik
    Jahr: 2021
    Förderung: ZIM
    Laufzeit: 10/2021-10/2023
    © IFW, nach Pixabay
  • Kompensation thermomechanischer Deformationen bei dünnwandigen Fräsbauteilen
    CNC-Fertiger im Bereich der Luft- und Raumfahrt können bald ihre Prozessplanung durch eine praxistaugliche Simulationssoftware erweitern: Ungewünschte Verformungen beim Fräsen dünnwandiger Strukturbauteile gehören der Vergangenheit an. Durch die Kompensation thermomechanischer Fehler beim Fräsen werden die Fertigungstoleranzen problemlos erreicht. In interdisziplinärer Zusammenarbeit wird das IFW mit dem ZeTeM und Premium AEROTEC GmbH die industrielle Einsatzfähigkeit der Simulation der thermomechanischen Deformation erforschen. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf kritischen dünnwandigen Werkstückbereichen. Bild: „Dieses Wissen werden wir ausnutzen, um für die jeweilige Fräsbearbeitung die passende Fertigungsstrategie auszuwählen.“
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
    Team: Konrad Bild
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2021-12/2022
    © IFW, Daniel Niederwestberg
  • VerticalE2E – Vertikal integrierte, nachhaltige End-to-End-Fabrik
    Das Hauptziel des Gesamtvorhabens VerticalE2E ist die Umsetzung einer durchgängigen Digitalisierung auf unterschiedlichen Hierarchieebenen der gesamten Fertigungslinie vom Rohmaterial bis zur Montage. Das IFW beteiligt sich am Forschungsprojekt in den Bereichen Nachhaltigkeit, Prozessüberwachung sowie Qualitätsprüfung. Um die ökologischen Aspekte der geplanten additiv-subtraktiven Prozesskette zu quantifizieren, wird eine energetische Bewertungsmethode entwickelt. Innerhalb der Prozessüberwachung wird ein sensorisches Spannsystem erforscht, mit dem eine werkstückseitige Messung dynamischer Prozesskräfte in Abhängigkeit der Spannsituation erfolgt. Aufbauend darauf erfolgt die Untersuchung einer selbstadaptierenden Qualitätsprüfung, welche durch Kombination von daten- und simulationsbasierten Prüfmodellen zu einem Digitalen Zwilling erfolgt.
    Leitung: Prof. Berend Denkena
    Team: M.Sc. Heiko Blech, M.Sc. Leon Reuter, M.Sc. Simon Kettelmann
    Jahr: 2021
    Förderung: NBank
    Laufzeit: 07/2021-06/2023
    © IFW
  • Integrierte Instandhaltungs- und Produktionsplanung durch dezentrale Instandhaltungsprognose
    Eine effiziente Produktionsplanung und -steuerung ist prinzipiell stark von einer präzisen und vorausschauenden Instandhaltungsplanung abhängig. Basierend auf einer ausreichenden Datenqualität sollten Maschinenausfälle korrekt prognostiziert werden, um notwendige Gegenmaßnahmen wie z. B. die Umplanung bzw. Neuplanung von Aufträgen schnellstmöglich einzuleiten. Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) können eine solche Datenbasis aufgrund begrenzter Ressourcen und der nicht wirtschaftlichen Nachrüstung von Bestandsmaschinen oftmals nicht vorhalten. Daher ist es das Ziel des Verbundprojekts „BaSys4iPPS“, eine Methode zur integrierten Produktions- und Instandhaltungsplanung für Werkzeugmaschinen im Bestand von KMU zu entwickeln.
    Leitung: Siebo Stamm (Lauscher Präzisionstechnik GmbH)
    Team: Marcel Wichmann
    Jahr: 2022
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 01/2022-12/2023

Optronik

  • VIPlets – Nachweis des aerodynamischen Potentials von durch Schleifen und Laserabtrag hergestellten Riblets in einem hochbelasteten Axialverdichter
    Zur Steigerung der Leistungsdichte und des Wirkungsgrades in Gasturbinen und insbesondere in Flugtriebwerken bleibt es ein Hauptziel die aerodynamischen Verluste zu minimieren. Ein innovativer Ansatz hierzu ist die Mikrostrukturierung der überströmten Oberflächen der Beschaufelung mit den aus der Bionik bekannten Riblets. Diese kleinen Längsrippen (engl.: Riblets) können Strömungsverluste in der viskosen Unterschicht der turbulenten Grenzschicht mindern.
    Jahr: 2013
    Förderung: BMBF – VIP
    Laufzeit: 05/2013-04/2017
  • TRR 123 PlanOS – B01 Offset und Tintenstrahl-Drucken von Multimode-Wellenleitern
    Wie können Lichtwellenleiter gedruckt werden? Dieser Frage gehen Professoren und junge Wissenschaftler aus Freiburg und Hannover nach. Das Teilprojekt B01 hat die Aufgabe, multimodale Wellenleiter für hohe Lichtleistung mit einer Breite von zehn bis mehreren hundert Mikrometern herzustellen. Dabei werden die Vorteile von zwei Druckverfahren genutzt: der Flexodruck mit hohem Durchsatz und niedrigen Kosten sowie der Tintenstrahldruck mit einer großen Variabilität und hoher Auflösung.
    Jahr: 2013
    Förderung: DFG - Transregio 123
    Laufzeit: 01/2013 - 12/2017
  • HYMNOS - Hybrid Numerical Optical Simulation
    Numerische Verfahren zur Berechnung von Lichtverteilungen in optischen Medien profitieren maßgeblich von aktuellen Trends in der Computertechnik. Ziel dieses Projektes ist daher die Kombination von unterschiedlichen Modellierungsansätzen auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen. Hierzu werden unterschiedliche Aspekte aus interdisziplinären Themengebieten in der Physik und den Ingenieurswissenschaften modelltechnisch untersucht.
    Jahr: 2015
    Förderung: Land Niedersachsen
    Laufzeit: 10/2015 – 09/2018
  • SFB 1153 – A4 Lokale Anpassung von Werkstoffeigenschaften an Umformrohlingen durch Auftragsschweißen zur Erzeugung gradierter hybrider Bauteile
    Das Teilprojekt zielt auf die Herstellung neuartiger hybrider Bauteile aus Werkstoffkombinationen ab. Dabei werden den Bauteilen lokale, belastungsabhängige Eigenschaftsprofile aufgeprägt. Um dies zu erreichen, werden Werkstoffe auf Umformrohlingen mittels Auftragsschweißen aufgebracht. Dabei ist die Werkstoffmenge und Position entscheidend, um die Werkstoffe durch Umformen gezielt verorten zu können.
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 07/2015 – 06/2019
  • OPTAVER - Forschergruppe optische Aufbau- und Verbindungstechnik für optische Bussysteme
    Der Forschungsschwerpunkt des Teilprojekts TP1 der Forschergruppe OPTAVER ist das Konditionieren von flexiblen Substraten zum Auftrag optischer Wellenleiter.
    Leitung: M. Sc. Gerd-Albert Hoffmann
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2015-2021
  • Gitterunterstützter Glasfaserschmelzkoppler zur selektiven Transversalmodenkopplung
    In diesem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördertem Forschungsprojekt soll das Prinzip sowie das Herstellungsverfahren für einen neuartigen transversalmodenselektiven Faserschmelzkoppler erforscht werden. Durch eine selektive Modenkopplung können verschiedene Moden als individuelle Übertragungskanäle genutzt werden, wodurch die Übertragungsbandbreite proportional zur Anzahl genutzter Moden erhöht wird. Wesentliches Merkmal des neuen Kopplers ist die selektive Transversalmodenkopplung mittels optischen Gitters.
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 03/2016 – 02/2018
  • LaPOF - Laseraktive Polymeroptische Fasern
    Das Ziel des LaPOF-Projektes ist die Erforschung technologischer Grundlagen für neuartige laseraktive polymeroptische Fasern sowie deren Herstellung.
    Jahr: 2016
    Förderung: EFRE - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung
    Laufzeit: 12/2016–11/2019
  • Tailored Light - Intelligente photoelektrische Oberfläche aus lichtemittierenden Modulen
    Der Fortschritt in den vergangenen Jahrzehnten in der Miniaturisierung von Chips, in den drahtlosen Datenübertragungstechnologien und in der Entwicklung von energiesparenden Bauelementen ermöglichte die Realisierung von integrierten autonomen Sensoren. Diese Netzwerke haben großes Potenzial für den weitverbreiteten Einsatz in der Instandhaltungsvorhersage von Fertigungsanlagen, in intelligenten Gebäudemanagementsystemen und in energiesparenden Smart Grids.
    Jahr: 2017
    Förderung: Land Niedersachsen
    Laufzeit: 01/2017 – 01/2020
  • 3D-CopperPrint
    In 3D-CopperPrint wird der Einsatz der Additiven Fertigung (3D-Druck) zur generativen Erzeugung von Kupferleiterbahnen auf adaptiven räumlichen Schaltungsträgern untersucht. Dieser Prozess kann für die Herstellung von elektrisch-mechanischen Hybridbauteilen als Alternative zu bestehenden Verfahren verwendet werden. Der Ansatz basiert auf dem Auftrag von kupfergefüllten Lacken auf die Oberfläche von dreidimensionalen Objekten und das anschließende photothermische Lasersintern der Pfade.
    Team: Ejvind Olsen
    Jahr: 2018
    Förderung: BMWi, AiF (IGF)
    Laufzeit: 10/2018 – 06/2020
  • PhoenixD - Flexografischer Druck von optischen Netzwerken
    Optische Präzisionssysteme schnell und kostengünstig mittels additiver Fertigung realisieren: Dies ist die Vision von PhoenixD. In diesem Teilprojekt wird an der Fertigung von planaren optischen Netzwerkstrukturen geforscht. Hierzu soll ein klassicher Druckprozesse, der Flexodruck, verwendet werden, um eine kostengünstige Produktion zu ermöglichen.
    Leitung: Keno Pflieger
    Jahr: 2019
    Laufzeit: 01/2019 - 06/2023
  • OptiK-Net
    Das BMBF-Projekt OptiK-Net umfasst die Möglichkeit flexible optische Leiterstrukturen anwendungs- und industrienah in den Herstellungsprozess konventioneller Leiterplatinen zu integrieren. Optische Wellenleiter in elektronischen Strukturen gelten in der Industrie als schwer umsetzbar, jedoch weisen sie erhebliche Vorteile und Gestaltungsspielräume gegenüber Leiterplatten mit rein elektrischen Leiterbahnen auf. Insbesondere ihre hohe Bandbreite und geringe Störanfälligkeit ermöglichen neue Lösungen in Kommunikationsnetzwerken. Im Projekt OptiK-Net werden Herausforderungen, die die derzeitige industrielle Anwendung hemmen, adressiert, indem eine exemplarische Prozesskette zur Herstellung einer optoelektronischen Starr-Flex-Leiterplatte realisiert wird. Innerhalb dieser Prozesskette werden zwei neuartige Ansätze verfolgt; der Direktdruck der optischen Wellenleiter und die direkte Integration dieser in elektrische Leiterplatten. Für den Direktdruck der optischen Wellenleiter werden der Flexodruck, Tiefdruck und Siebdruck als konventionelle Druckverfahren betrachtet. Diese Verfahren ermöglichen einen hohen Durchsatz gleichartiger Wellenleiterstrukturen, sodass sie bezüglich ihrer Qualität und Eignung als industrieller Prozess bewertet werden können. Durch die Integration in einen Starr-Flex-Verbund kann die Kommunikation entkoppelter elektrischer Schaltungen realisiert werden.
    Leitung: M. Sc. Andreas Evertz
    Jahr: 2019
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 10/19 - 09/22
    © ITA
  • 3D-Mehrlagendruck von Mechatronic Integrated Devices
    Im 3D-Mehrlagendruck (3D-MLD) Projekt wird der Einsatz der additiven Fertigung zur generativen Erzeugung mehrlagiger Schaltungen auf räumlichen Schaltungsträgern untersucht. Der Ansatz basiert auf einer alternierenden Beschichtung der Bauteiloberfläche mit funktionalen Tinten und einer lokalen Laserbearbeitung. Neben der Lasersinterung von Leiterbahnpfaden ermöglicht der Laserabtrag von isolierenden Schichten auch die Fertigung von Durchkontaktierungen zwischen den Lagen.
    Leitung: Ejvind Olsen
    Jahr: 2021
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 04/2021 – 03/2023

Digitalisierung der Werkstofftechnik

  • Entwicklung einer innovativen, sensorgesteuerten Umwandlungslinie zum chargenweisen Bainitisieren von Hochleistungsbauteilen für den Leichtbau aus der Schmiedewärme
    Die Zielsetzung dieses Projektes ist die Entwicklung einer flexiblen Abkühlstrecke, die eine sensorkontrollierte, individuell gesteuerte Abkühlung von Hochleistungs-Schmiedebauteilen direkt aus der Schmiedewärme ermöglicht. Durch die Entwicklung einer geeigneten Sensortechnik soll die gezielte Einstellung von feinstrukturierten, bainitischen Gefüge mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften sowie eine Online-Qualitätssicherung in der Serienfertigung erfolgen.
    Jahr: 2017
    Förderung: AiF / ZIM
    Laufzeit: 01.01.2017 – 31.12.2019
  • Entwicklung einer zerstörungsfreien Umwandlungs-Sensortechnik zur Charakterisierung gradiert eingestellter Gefüge und Randzoneneigenschaften während der Werkstoffumwandlung im Abkühlpfad
    Ziel ist die Entwicklung einer Prüftechnik zur in-situ Charakterisierung der Gefügeausbildung und Randzoneneigenschaften während der Werkstoffumwandlung im Abkühlpfad innerhalb einer entsprechenden Fertigungslinie. Insbesondere die gradierten Werkstoffeigenschaften, die beim Einsatzhärten und beim Einsatzbainitisieren gezielt eingestellt werden, sind für das Erreichen der geforderten Bauteileigenschaften notwendig und daher von grundlegender Bedeutung für die Bauteilqualität. Die Wirbelstromprüftechnik soll somit erstmalig die Möglichkeit realisieren, die gradierten Werkstoffeigenschaften zerstörungsfrei zu erfassen, zu charakterisieren und im Rahmen der Qualitätssicherung zu dokumentieren.
    Jahr: 2017
    Förderung: AiF-IGF
    Laufzeit: 01.07.2017 – 30.06.2020
  • Elektromagnetische Härteprüfung für die Wärmeeinflusszone von Unterwasser-Schweißnähten
    Das angestrebte Forschungsziel ist ein belastbares Modell zur Abbildung der Härte an der Wärmeeinflusszone mittels Wirbelstromprüftechnik. Hierdurch entsteht erstmalig die Möglichkeit, Aussagen über die Härte direkt an Unterwasserstrukturen, z.B. der besonders relevanten Wärmeeinflusszone von Schweißnähten, zu treffen. Somit können mithilfe der in der AWS D3.6M vorgegebenen zulässigen Härte von 325 HV10 in der Schweißnaht, Reparaturmaßnahmen verifiziert und dokumentiert werden. Zudem wird speziell das Fehlerpotenzial bei der UW-Schweißung von Stählen mit CEV≥ 0,4 % vermindert.
    Jahr: 2020
    Förderung: AiF-IGF
    Laufzeit: 01.12.2020 – 30.11.2022
  • Schleifbrandprüfung mittels ZFP-Mikromagnetik unter Verwendung eines robusten Sensorsystems
    In der Prozesskette einsatzgehärter Hochleistungsverzahnungen ist die Hartfeinbearbeitung durch Schleifen der letzte notwendige Bearbeitungsschritt der Zahnflanken. Erfolgreiche Vorarbeiten, in welchen Prüfsysteme basierend auf der Wirbelstromprüfung mit und ohne Oberwellenanalyse auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen die Gefügecharakterisierung ermöglichten, werden auf die Prüfung der Randzone von Zahnradverzahnungen nach dem Schleifen übertragen. Zielsetzung ist es, Schleifbrand einfach und sicher zu detektieren und den Gefügezustand der geschädigten Randzone bewerten zu können.
    Jahr: 2020
    Förderung: FVA
    Laufzeit: 01.01.2020 – 31.03.2021
  • Prozesssichere Einstellung von Randzoneneigenschaften bei der spanenden Bearbeitung hochfester und duktiler Stähle mit einem lernfähigen Fertigungssystem
    Ziel ist die Entwicklung einer Methodik für eine prozesssichere Einstellung von Randzoneneigenschaften bei der spanenden Bearbeitung von Stählen mit Restaustenit mit einem lernfähigen Fertigungssystem. Der Restaustenit wandelt unter Krafteinwirkung in Martensit um. So sollen ohne Wärmebehandlung im Drehprozess verschleißfeste Oberflächen erzeugt werden. Die eingestellten Randzonen werden dabei im Prozess mittels einer Wirbelstromprüftechnik erfasst.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG / SPP 2086 „Oberflächenkonditionierung in Zerspanprozessen“
    Laufzeit: 01.10.2021 – 30.09.2024

Ressourceneffizienz/Nachhaltigkeit

  • ProLoPoly - Kybernetisches Simulationsspiel zur Vermittlung abteilungsübergreifender logistischer Zusammenhänge in KMU
    Das Ziel dieses Forschungsvorhabens liegt in der Entwicklung eines kybernetischen Simulationsspiels zur Mitarbeiterqualifizierung in KMU. Das Simulationsspiel soll dazu angewendet werden, bereichsimmanente Wirkzusammenhänge in KMU aufzuzeigen und ein logistikorientiertes sowie funktionsübergreifendes Mitarbeiterdenken zu generieren.
    Jahr: 2013
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 2013-2015
  • Entwicklung eines Modells zur Planung und Steuerung von Operationszentren
    In Kooperation mit dem Institut für Standardisiertes und Angewandtes Krankenhausmanagement (ISAK) erfolgt innerhalb dieses Forschungsprojektes die Entwicklung eines allgemeingültigen Modells zur effizienteren Planung und Steuerung von Operationszentren (OP-Zentren) in Krankenhäusern.
    Jahr: 2013
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 08/2013 - 07/2016
  • VReP – Verbesserung der Ressourceneffizienz im Produktionsbetrieb
    Ein niedriger Verbrauch und eine hohe Verfügbarkeit von Produktionsressourcen stellen einen wesentlichen Wettbewerbsfaktor produzierender Unternehmen in Deutschland dar. So verursachen Material- und Energiekosten einen Großteil der Gesamtkosten. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer Vorgehensweise zur systematischen Einführung und Verankerung von Maßnahmen zur Verbesserung der Ressourceneffizienz im laufenden Produktionsbetrieb.
    Jahr: 2013
    Förderung: PtJ und BMBF
    Laufzeit: 2013-2015
  • IPROM – Innovative Prozesskette zur Massivteilfertigung aus einem neuartigen Leichtbaustahl
    Aluminiumlegierte Leichtbaustähle verfügen über zu heutigen Hochleistungsstählen vergleichbare Festigkeiten bei einer um 10% reduzierten Dichte. Aufgrund der hervorragenden Rohstoffverfügbarkeit und den zu niedriglegierten Stählen vergleichbaren Herstellungskosten besitzen diese Leichtbaustähle das Potenzial andere Stahlsorten weitreichend zu substituieren. Ein potentieller industrieller Einsatz dieser vielversprechenden Werkstofffamilie bedarf eines intensiveren Verständnisses der fertigungstechnischen Zusammenhänge für ein produktives Umfeld sowie einer ressourceneffizienten Prozesskette durch den Einsatz von Hochleistungsfertigungsverfahren. Das Hauptziel des Projekts ist die Verfügbarkeit von Hochleistungsfertigungstechnologien für eine wirtschaftliche und prozesssichere Herstellung von Massivbauteilen aus aluminiumlegierten Leichtbaustahl.
    Jahr: 2014
    Förderung: BMBF-Förderung
    Laufzeit: 01.08.2014 – 31.07.2017
  • RETURN – Prozesskette Recycling von Titanspänen
    Bei der Herstellung von Strukturbauteilen aus Titan in der Luftfahrtindustrie entstehen derzeit rund 90% Abfall in Form verunreinigter Späne, welche bisher nicht mit vertretbarem Aufwand recycelt werden können. Ziel des Forschungsprojekts RETURN ist es, diese Titanspäne zu recyceln und den Werkstoffkreislauf für Titan zu schließen. Hierbei soll insbesondere die Qualität der anfallenden Späne erhöht werden, um aus diesen wieder Titanlegierungen in Luftfahrtqualität herstellen zu können und dadurch die Material- und Energieeffizienz im gesamten Werkstoffkreislauf von Titan nachhaltig zu steigern.
    Jahr: 2014
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
    Laufzeit: 08/2013 – 07/2016
  • ReTool – Automatisches Verfahren zur Wiederverwendung von Hartmetallschrott für die Herstellung neuwertiger Zerspanwerkzeuge
    Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Werkzeugkosten in der spanenden Fertigung zu verringern sowie den Rohstoffbedarf für die Herstellung von Hartmetallwerkzeugen durch eine innovative Regenerationstechnologie deutlich zu senken. Dies soll durch den Einsatz von Schrottwerkzeugen als Rohlinge in einem regenerativen Werkzeugschleifprozess erreicht werden. Durch die Schaffung eines verkürzten Werkzeugkreislaufes wird eine signifikante Einsparung von Energie ermöglicht, deren Einsatz bei herkömmlichen Hartmetall-Recyclingprozessen durch das Zerkleinern, Neusintern, Schmelzen und Schleifen des Hartmetalls unvermeidbar ist.
    Jahr: 2015
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
    Laufzeit: 03/2014 – 08/2016
  • FOR1766 – Teilprojekt TP4: Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen – Von den Grundlagen zur Anwendung
    Neue Legierungen werden in der Industrie nur verwendet, wenn deren Verhalten unter Betriebsbedingungen exakt vorhergesagt werden kann. Daher ist die Entwicklung neuer kostengünstiger Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen nicht das einzige Ziel der Forschergruppe. Vielmehr sollen die neuen Legierungen vollständig charakterisiert werden, um eine vollständige Datenbank zu generieren und um Modelle zu entwickeln, die die Lücke zwischen atomarer und makroskopischer Ebene überbrücken. Dafür werden zyklische Experimente zur funktionellen Degradation der Legierungen sowie detaillierte Untersuchungen hinsichtlich der Mikrostruktur durchgeführt.
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: bis 10.2018
  • SPP 1640 – Teilprojekt A4: Elektrochemisch unterstütztes Fügen blechförmiger Werkstoffe
    Kurzbeschreibung: Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll ein innovatives umformtechnisches Fügeverfahren grundlegend untersucht werden, das elektrochemisch unterstützte Fügen (ECUF). Durch den Einsatz eines inkrementellen Wirkprinzips zusammen mit einer speziellen elektrochemischen Inline-Vorbehandlung sollen bestehende Restriktionen von Pressschweißverfahren hinsichtlich der Flexibilität, möglicher Materialkombinationen oder auch Fügestellengeometrien überwunden werden. Die Charakterisierung und Analyse der hergestellten Verbindung ist die Grundlage für eine gezielte Anpassung und Weiterentwicklung des Fügeprozesses und seiner Parameter. Mit diesem neuen Fügeverfahren soll eine Erweiterung des Anwendungsspektrums im Hinblick auf die effiziente Herstellung partiell verbundener Leichtbaustrukturen aus metallischen Werkstoffen erreicht werden.
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: bis 31/12/18
  • Modellierung und Untersuchung der Degradation von Hüllrohrmaterialien aus Zr-Legierungen durch Hydridbildungs- und Hydridverteilungsprozesse im Hinblick auf die Langzeitzwischenlagerung (KEK)
    Das Projekt MUDZ befasst sich mit Untersuchungen zum Reorientierungsverhalten von Zirkoniumhydriden in Folge verschiedener thermischer und mechanischer Lastzustände in Zircaloy-2, das als Hüllrohr in Brennstäben von Kernreaktoren zum Einsatz kommt. Hierdurch sollen Modellvorstellungen entwickelt werden, die eine Abschätzung des Hydridverhaltens in der längerfristigen Zwischen- und Endlagerung von abgebrannten Brennelementen ermöglichen.
    Jahr: 2017
    Förderung: BMWi
    Laufzeit: 12.2017-08.2021
  • Aluminiumlegierungen mit angepasstem Schmelzintervall für das prozessintegrierte Ausschäumen beim Strangpressen
    Ziel dieses Projekts ist es, die Grundlagen zum direkten Ausschäumen von Hohlstrukturen aus Al-Legierungen mittels Verbundstrangpressen zu erarbeiten. Der außenliegende strukturgebende Konstruktionswerkstoff übernimmt hierbei die Krafteinleitung, den Korrosionsschutz sowie Zugkräfte, während der innenliegende Schaumwerkstoff die Biegesteifigkeit, Dämpfungseigenschaften und Energieabsorption erhöht. Solche stranggepressten, ausgeschäumten Strukturen können z. B. vorteilhaft im Automobilbau als Crashprofile eingesetzt werden. Prozessintegriert ausgeschäumte Strukturen bzw. Schaumstrukturen mit dichter Decklage werden, ungeachtet ihres besonderen Eigenschaftsspektrums, bisher noch nicht industriell in Großserie eingesetzt. Dies ist zum einen der begrenzten Gestaltungsfreiheit bei der Herstellung ausgeschäumter Bauteile mit dichten Decklagen geschuldet, andererseits werden bei der Herstellung bisher aufwändige Zusatzoperationen wie zusätzliche Schäum-, Manipulations- und Verbindungsprozesse benötigt.
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 05/2017-01/2021
  • Hybride Schneidverfahren zum thermischen Trennen dickwandiger Reaktorbauteile unter Wasser
    Im Rahmen des Projektes wird für den Rückbau kerntechnischer Anlagen ein hybrider Schneidbrenner entwickelt welcher die prozesssichere Zerlegung dickwandiger Komponenten unter den gegebenen Randbedingungen ermöglichen ermöglicht. Auf Grund der hohen radiologischen Belastung, insbesondere von Bauteilen im Umfeld des Reaktordruckbehälters, müssen diese Komponenten zur Erzielung einer ausreichenden Abschirmung unter einer Wasserabdeckung von mehreren Metern zerlegt werden.
    Jahr: 2017
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 01.11.2017 - 30.4.2021
  • IRTG 1627 – Teilprojekt C5: Virtuelle Gestaltung und Herstellung von belastungsangepassten Rohren
    Steel tubes featuring lengthwise tailored properties are promising for applications where a subsequent deformation requires locally adapted mechanical properties. Within this project suited models to predict both microstructure and mechanical properties due to a new manufacturing process consisting of tube forming, inductive heating and adapted quenching shall be developed. Locally adapted microstructures shall be realized by an intercritical annealing. The models shall be validated at the example of steel tubes manufactured in the workshop.
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/10/2016 – 30/09/2019
  • Herstellung und Applikation thermoplastumhüllter Lotpartikel für die löttechnische Fertigung mit pulverförmigen Hartloten
    Im Rahmen dieses Projektes werden Lotpulver untersucht, die mit einer thermoplastischen Umhüllung überzogen sind. Die Partikelumhüllung soll hierbei zwei Aufgaben erfüllen: Zum einen werden die metallischen Lotpartikel mit dem elektrisch nicht leitendem Kunststoff isoliert, sodass es möglich wird, die Partikel elektrostatisch aufzuladen und damit für den Einsatz elektrostatischer Pulverbeschichtungsprozesse als neuartiges, lösungsmittelfreies Lotapplikationsverfahren nutzbar zu machen. Zum anderen soll die Verwendung eines Thermoplasten als Kunststoffumhüllung dazu dienen, (ggf. elektrostatisch abgeschiedenes) Lotpulver durch eine Wärmebehandlung ähnlich dem Einbrennen von Kunststoffpulverbeschichtungen haftfest mit der zu belotenden Oberfläche zu verbinden, um lager- und chargierfähige Vorbelotungen mit Lotpulvern zu erzeugen. Aus wissenschaftlich-technischer Sicht sind hierzu lötprozessgeeignete Thermoplaste zu identifizieren und ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Umhüllung der Lotpulver zu entwickeln. Benchmark für die Herstellung und Anwendung der thermoplastumhüllten Pulver ist das für derartige Lötaufgaben bislang eingesetzte Beschichten mit lösungsmittelbasierten, binderhaltigen Lotpulversuspensionen. Es wird erwartet, dass mit thermoplastumhüllten Lotpulvern und deren trockener Applikation substanzielle technische, ökonomische sowie ökologische Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik erzielt werden können. Nutzer dieser Technologie sind sowohl Hersteller von Lötprodukten aus Lotpulvern, die hiermit ihr Portfolio erweitern, als auch Anwender von Löttechnologie, denen neue wirtschaftliche Lotapplikationsverfahren mit dem Produkt ermöglicht werden.
    Jahr: 2017
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 01.02.2017-31.01.2019
  • Erweiterung der Prozessgrenzen bei der Weiterverarbeitung von gewalztem Halbzeug durch Analyse der Ursache-Wirkungs-Beziehungen beim Planrichten
    Das Ziel dieses Forschungsprojekts liegt in der Erarbeitung eines prozessstufenübergreifenden Prognosemodells zur Beschreibung relevanter Ursachen-Wirkungs-Beziehungen beim Planrichten von Stahl- und Aluminiumhalbzeugen. Die Weiterverarbeitung von gewalzten Bändern in Umform- oder Trennprozessen erfordert einen planen Einlaufzustand mit kontrolliert eingestellten und möglichst homogenen Eigenschaften. Diese geforderten Eigenschaften sind meist, bedingt durch Imperfektionen, die während der Halbzeugherstellung und dem Transport als Coil entstehen, nicht gegeben. Der Prozess des Richtwalzens ermöglicht es, mit einer wechselnden Biegebeanspruchung, das einlaufende Material plan zu richten und die Blecheigenschaften kontrolliert zu beeinflussen. Da sich prozessbedingte Inhomogenitäten des Einlaufmaterials auf die Werkstoffeigenschaften nach dem Richtprozess auswirken, ist eine gezielte Korrektur des Richtprozesses über die abgewickelte Halbzeuglänge notwendig. Durch die Ermittlung aller relevanten Ursachen-Wirkungs-Beziehungen sollen Richtlinien innerhalb eines Prognosemodells für das Planrichten abgeleitet werden, die eine Maximierung der Prozessgrenzen in der jeweiligen nachstehenden Fertigungsstufe erlauben.
    Jahr: 2017
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 04/2017 – 03/2019
  • Untersuchung des kombinierten Einflusses des Dressierens und Rollenrichtens von Dünnblechen aus Materialien mit unterschiedlichem Kristallgitter
    Die resultierenden Eigenschaften von Blechen werden maßgeblich durch die abschließenden Prozesse des Dressierens und Richtens bestimmt. Das Ziel des Dressierens besteht in der Beseitigung von Lüders-Bändern beispielsweise für einen nachfolgenden Tiefziehprozess durch Überschreiten der Streckgrenze sowie in der Einstellung einer definierten Oberflächentopologie. Zur Erzeugung ebener Blechoberflächen erfolgt ein Richten mit Rollenrichtmaschinen. Die vertikalen Achsen der oberen und unteren Rollen sind dabei gegeneinander versetzt, was eine zyklisch alternierende Biegung des Bleches verursacht. Die Kombination dieser Umformverfahren beeinflusst maßgeblich die finalen Blecheigenschaften (Mikrostruktur, Textur, mechanische Eigenschaften, Eigenspannungen, Ermüdungsfestigkeit), die im Rahmen dieses Projektes charakterisiert und für die Weiterverarbeitung von Blechen mit unterschiedlichen Gitterstrukturen (krz - Stahl, kfz - Kupfer, hdp - Titan) optimiert werden sollen.
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.10.2016-30.09.2019
  • Erhöhung der Verschleißbeständigkeit von Schmiedewerkzeugen durch Einsatz eines intelligenten Warmarbeitsstahls in Kombination mit einer werkstoffspezifisch angepassten Nitrierbehandlung
    Am Warmarbeitsstahl 1.2365 mit einem zusätzlichen Masseanteil von 2% Mangan und 1,5% Nickel wird die Austenitstarttemperatur (Ac1b- Temperatur) gezielt gesenkt, sodass während des Schmiedeprozesses infolge der thermomechanischen Bedingungen eine wiederkehrende zyklische Randschichthärtung gebildet wird (siehe Bild 1). An thermomechanisch geringer belasteten Bereichen, an denen keine Neuhärtung eintritt, trägt die Nitrierschicht zum Verschleißschutz des Schmiedewerkzeugs bei.
    Jahr: 2017
    Förderung: AiF-FOSTA
    Laufzeit: 10/2017-06/2020
  • Steigerung technologischer Eigenschaften durch Kryobehandlung von Werkzeugstählen „Nanocarbide“
    Bei der Wärmebehandlung von hochlegierten Werkzeugstählen ist die Kryobehandlung, d.h. das Herunterkühlen des Werkstücks auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs, eine Zusatzbehandlung in der Wärmebehandlungskette Vergüten, mit der die Verschleißbeständigkeit und Zähigkeit von Stählen verbessert werden kann. Durch die Anwendung einer Kryobehandlung wird zum einen Restaustenit in Martensit umgewandelt und zum anderen eine homogenere Verteilung von Karbiden erzielt.
    Jahr: 2017
    Förderung: AiF-FOSTA
    Laufzeit: 01/2017-06/2020
  • Forschungsvorhaben P 1197 (AiF-Nr. 18157N): Eigenspannungen gelöteter Stahlmischverbindungen
    Eine Vielzahl von Komponenten -beispielsweise für Kraftfahrzeuge, Anlagen der Energie- und Heizungstechnik oder im allgemeinen Anlagenbau- wird mit löttechnischen Fertigungsverfahren produziert. Viele dieser Bauteile werden aus hochlegierten Stahlwerkstoffen gefertigt, die in Vakuum- oder Schutzgasöfen bei Temperaturen oberhalb von 900°C gelötet werden. Für eine Reihe von Anwendungen ist es wünschenswert, ferritische und austenitische Stahlwerkstoffe miteinander zu fügen. Aufgrund der unterschiedlichen thermomechanischen Eigenschaften der Fügepartner und der verwendeten Lote können hierbei erhebliche Eigenspannungen auftreten, die zu einer signifikanten Schwächung dieser Lötverbindungen im Vergleich zu Lötverbindungen aus artgleichen Stahlwerkstoffen führen. Im Rahmen dieses Projektes werden die Eigenspannungen in Abhängigkeit von den gewählten Werkstoffkombinationen, den Fügegeometrien und den Prozessbedingungen beim Ofenlöten detailliert analysiert und bewertet. Aus den Ergebnissen werden Fertigungsstrategien zur Minimierung von Eigenspannungen in gelöteten Mischverbindungen abgeleitet und validiert. Ziel des Projektes ist es, löttechnisch geeignete Konstruktionen und werkstoffangepasste Lötprozesse für die Fertigung von gelöteten Stahlmischverbunden mit minimalen Eigenspannungen zu entwickeln. Die Hersteller sollen damit in die Lage versetzt werden, zukünftig Hybridbauteile aus unterschiedlichen rostfreien Stahlqualitäten auch über eine löttechnische Fertigungsroute prozesssicher herstellen zu können. Insbesondere die ferritischen rostfreien Stähle, die in gelöteten Bauteilen bislang kaum zum Einsatz kommen, werden hierdurch als Konstruktionswerkstoffe weiter an Bedeutung gewinnen
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF-FOSTA
    Laufzeit: 01.11.2016-31.10.2018
  • Forschungsvorhaben 07.088 (AiF-Nr. 19.839 N): Cu-Al-Verbundlote
    Mit den Aluminiumbronzen sind Kupferlegierungen bekannt, die eine hervorragende Warmfestigkeit sowie eine hohe Korrosions- und Verzunderungsbeständigkeit aufweisen. Allerdings lassen sich diese Legierungen als Lote z.B. für CrNi-Stähle aufgrund der hohen Sauerstoffaffinität des Aluminiums sehr schlecht bei Ofenlötprozessen verarbeiten. Der Lösungsansatz besteht in der Verwendung von Lotverbunden bestehend aus einem Aluminiumkern und einer Kupferdeckschicht, wobei über das Verhältnis der verwendeten Materialstärken die Zielzusammensetzung vorgegeben ist. Die gewünschte Lotlegierung bildet sich erst "in situ" während des Aufschmelzvorgangs. Die Verbundlotgeometrie sowie die Temperaturführung beim Ofenlöten bestimmen dann in weiten Grenzen die Lötgutmetallurgie und damit die technologischen Eigenschaften der resultierenden Lötverbindung. Diese Abhängigkeiten zu untersuchen und hieraus anwendungsgeeignete Aluminiumbronze-Verbundlote und Ofenlötprozesse zu entwickeln, ist Ziel dieses Projektes. Cu-Al-Lotverbunde lassen sich sowohl als Drähte als auch als Folien herstellen, sodass sie für eine Vielzahl von Lötanwendungen geeignet sind. Profitieren können hiervon sowohl Lothersteller als auch Unternehmen, die Lötbaugruppen aus CrNi-Stählen fertigen, welche im Automobilbau, in der Heiz- und Klimatechnik oder im Apparatebau in unterschiedlichsten Formen und Ausführungen benötigt werden.
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF-DVS
    Laufzeit: 01.01.2018-31.12.2019
  • Forschungsvorhaben 07.084 (AiF-Nr. 19.056 BG): Untersuchungen zum Einfluss von Stickstoff in der Lötatmosphäre auf die Lebensdauerfestigkeit Ni-Basis-gelöteter CrNi-Stahl-Verbindungen unter korrosiver Belastung
    Der weitverbreitete Einsatz von Stickstoff als Prozess- oder Kühlgas beim Löten von CrNi-Stählen mit Nickelbasisloten führt mitunter zu massiven Problemen in Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit der hergestellten Lötverbindungen, die offenbar mit einer Aufstickung der Werkstoffe im Bereich der Fügezone zusammenhängt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll daher aufklärt werden, in welchem Maße und unter welchen Lötprozessbedingungen eine Stickstoffanreicherung im Lötnahtbereich stattfindet und wie dies das Korrosionsverhalten und auch die Lebensdauer der Lötungen beeinflusst. Im Einzelnen wird hierbei untersucht, welcher Zusammenhang zwischen dem Grad der Stickstoffanreicherung und den gewählten Prozessbedingungen beim Löten bestehen, wie sich die unterschiedlichen Aufstickungsgrade auf das elektrochemische Korrosionsverhalten der Lötverbindungen auswirken und welche Folgen der Grad der Aufstickung und die hieraus resultierenden Korrosionsschäden auf die Zeitfestigkeit der Lötverbindungen haben. Aus den Ergebnissen werden für die besagten Ofenlötverfahren Prozessbedingungen abgeleitet, bei denen die aufstickungsbedingte Folgen an den gelöteten Bauteilen vermieden werden können, ohne auf den im Vergleich zu alternativen Prozessgasen (Argon, Wasserstoff) sehr kostengünstigen und sicherheitstechnisch einfach zu handhabenden Stickstoff verzichten zu müssen.
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF-DVS
    Laufzeit: 01.04.2016-30.09.2018
  • Erzeugung von Bereichen mit reduzierter Festigkeit an formgehärteten Bauteilen mittels einer Temperierungsstation
    Das Projekt soll die Methodik einer lokalen Temperierung austenitisierter Werkstoffe vor oder zwischen einzelnen Umformschritten zur gezielten Einstellung einer erwünschten Mikrostruktur in eine praxisnahe Anwendung am Beispiel des Formhärtens überführen. Mittels der Technologie einer Zweiphasenspraykühlung sollen in Zusammenarbeit mit dem Kooperationspartner, der Volkswagen AG, gradierte Materialeigenschaften in Formhärtebauteilen basierend auf lokal an¬gepassten Mikrostrukturen erzielt werden. Formgehärtete Bauteile, die Bereiche mit lokal reduzierter Festigkeit aufweisen, zeigen eine gesteigerte Fügbarkeit und erleichtern den Beschnitt. Im beantragten Transferprojekt soll die Mikrostrukturanpassung durch eine gezielte Vorkühlung lokal begrenzter Bauteilbereiche vor dem eigentlichen Formhärtevorgang erfolgen. Zur Auslegung einer derartigen Vorkühlung mittels Zweiphasenspray und einer gleichzeitigen Temperierung nicht zu kühlender Bauteilbereiche auf Temperaturen oberhalb Ac3 soll eine geeignete Temperierungs¬einheit entwickelt werden. Dazu kann auf numerische Simulationsmodelle und Erfahrungen aus dem laufenden Projekt zurückgegriffen werden. In den vorgekühlten Bereichen soll zunächst eine Temperatur im Bereich der Bainitstufe oder ggf. Perlitstufe eingestellt werden, um vorzugsweise eine bainitische Gefügeumwandlung während der anschließenden gleichförmigen Abkühlung im Formhärtewerkzeug zu erzeugen. Bereiche, die aus einem Temperaturniveau oberhalb von Ac3 abgeschreckt werden, erfahren durch die Abkühlung im Formhärtewerkzeug hingegen eine martensitische Umwandlung. Als Beispiel ist in der Abb. 1 der mögliche Härteunterschied infolge der verschiedenen Temperaturführungen gezeigt. Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, dass keine lokal temperierten Formhärtewerkzeuge erforderlich sind und sich kurze Haltezeiten beim Formhärten realisieren lassen. Letztendlich soll die praxis¬taugliche Einsatzfähigkeit der Temperierungsstation für die lokale Ausbildung von unterschiedlichen Gefügen durch lokale Abkühlung bei gleichzeitiger lokaler Aufrechterhaltung des austenitisierten Zustands der Platinen, nachgewiesen werden. Seitens der Leibniz Universität Hannover erfolgen die Auslegung der Temperierungsstation und das Formhärten am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen und die Entwicklung der Vorkühlvorrichtung und die Mikrostrukturcharakterisierung am Institut für Werkstoffkunde.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/07/2017 – 30/06/2019
  • Innovative Mischbauweisen mit dünnwandigen Aluminiumdruckguss-Strukturen mittels Bolzensetzen und fließlochformenden Schrauben
    Aluminiumgussbauteile finden aufgrund ihres spezifischen Gewichts, ihrer hohen Steifigkeit und der individuellen Formgestaltung eine immer stärkere Anwendung. Eine Voraussetzung für den Einsatz dieser Gussbauteile in Mischbaustrukturen mit Aluminium- oder Stahlblechen ist die Anwendung einer geeigneten Verbindungstechnik. Aufgrund der Individualität in der Formgebung liegt bei diesen Bauteilen häufig eine nur einseitige Zugänglichkeit zur Fügestelle vor. Fügeverfahren welches das einseitige Fügen von Aluminiumgussbauteilen ermöglichen sind z.B. das fließlochformende Schrauben und das Bolzensetzen. Bei Verfahren mit einseitig zugänglicher Fügestelle ist die lokale Fügestellensteifigkeit von entscheidender Bedeutung. Diese kann bei Gussbauteilen lokal sehr unterschiedlich sein. So ergeben Hohlbereiche geringe Steifigkeiten, hingegen Fügestellen zwischen Verrippungen erhöhte Steifigkeiten. Verminderte Fügestellensteifigkeiten erschweren die Verbindungsherstellung und führen zu Bauteildeformationen, zu Spalten zwischen den Fügepartnern sowie beim hybriden Fügen zu einer schlechteren Klebstoffanbindung. Grund dafür sind die im Fügeprozess statisch oder schlagartig eingebrachten Fügekräfte. Um die beschriebene Problemstellung zu lösen, wird ein ganzheitlicher Lösungsansatz zur Auslegung und fügegerechten Gestaltung von Gussbauteilen verfolgt, welcher es in einer frühen Phase der Konstruktion und Fertigungsplanung ermöglicht, Bauteile den Fügeverfahren mit einseitiger Zugänglichkeit entsprechend fügegerecht zu gestalten und Fertigungsabläufe besser zu planen. Die Projektergebnisse können in der Konstruktion von Gussbauteilen genutzt werden, um diese für die einseitigen Fügeverfahren optimiert zu entwickeln. Das zu entwickelnde Musterbauteil kann bei KMU und OEMs in frühen Phasen der Produktentwicklung, genutzt werden, um eine Bemusterung in Abhängigkeit der Bauteilsteifigkeit durchzuführen und den Einfluss von fertigungsbedingten Störgrößen zu untersuchen. Projektpartner: Universität Paderborn, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF)
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 01.01.2017 - 30.06.2019
  • Präzisionsschmieden gegossener Vorformen
    Die Technologie des Schmiedens von gegossenen Vorformen (Gieß-Schmieden) stellt eine Alternative zur konventionellen Herstellung von Stahlbauteilen mit komplexen Geometrien dar. Hauptziel der geplanten Untersuchungen ist die Gewinnung von Erkenntnissen über die Entwicklung der mechanischen und mikrostrukturellen Eigenschaften des Gefüges der Gussvorform während der Umformung und die Identifizierung von geeigneten Prozessparametern.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 10/2018-12/2020
  • Microstructure-Functional Behavior-Relationships in High Entropy Shape Memory Alloys
    Um die Funktionalität und das Ermüdungsverhalten von Formgedächtnislegierungen zu verbessern werden hochtropische Formgedächtnislegierungen mit equiatomarer Zusammensetzung entwickelt. Diese sollen martensitische Umwandlungen in hohen Temperaturregimen ermöglichen und eine hohe Reversibilität aufweisen. Hierfür wird ein grundlegendes Verständnis über Ausscheidungen innerhalb der Mikrostrukturen solcher Legierungen und ihr Verhalten auf äußere Lasten sowie Wärmebehandlungen gebildet.
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2018-12/2020
  • Ganzheitliche Modellierung des Kurzzeitanlassens im Prozess des induktiven Randschichthärtens
    Durch das induktive Kurzzeitanlassen ist eine Flexibilisierung bestehender Prozessketten des Induktionshärtens bei gleichbleibender Produkt- und Prozessqualität realisierbar. Durch die im Vorhaben untersuchte nummerische Prozessauslegung kann der experimentelle Aufwand zur Ermittlung von werkstoff- und geometriespezifischen Induktionsanlassparametern deutlich reduziert und somit die Attraktivität dieser innovativen Anlasstechnologie gesteigert werden.
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF-FOSTA
    Laufzeit: 03/2018-08/2020
  • Tailored Tempering von 7xxx-Aluminiumlegierungen
    Ziel des Projekts „Tailored Tempering“ ist die Entwicklung einer maßgeschneiderten Wärmebehandlung zur Erzeugung belastungsangepasster Bauteile für den Karosseriebau aus hochfesten Aluminiumlegierungen der 7xxx-Reihe. Duktile und hochfeste Bereiche in einem Bauteil werden mit einer stufigen Wasser-Luft-Sprayabkühlung des Bleches vor dem Tiefziehen im W-Zustand und anschließendem Warmauslagern erzeugt. Projektbegleitend werden mechanische und Spannungsrisskorrosionsuntersuchungen durchgeführt.
    Jahr: 2018
    Förderung: AiF-FOSTA
    Laufzeit: 09/2018-08/2020
  • Induktionswärmetechnik als praxisrelevantes Vor- und Nachbehandlungsverfahren zur Verbesserung der Schweißnahtqualität beim Unterwasserschweißen von Feinkornstählen mit erhöhtem Kohlenstoffäquivalent
    Ziel des Forschungsprojektes ist die Erarbeitung einer effektiven Alternative zur aufwändigen Temper-Bead-Technik, um höherfeste Stähle und Feinkornbaustähle mit einem Kohlenstoffäquivalent von CEV > 0,4 hyperbar nass schweißbar zu machen. Dabei sollen der Wasserstoffgehalt und das Gefüge kontrollierbar werden.
    Jahr: 2019
    Förderung: AiF