Arbeitspakete

AP1: Wissenschaftliche Analyse der Systemlandschaft

Das Arbeitspaket 1 (AP1) unter Leitung der FHWS analysiert wissenschaftlich die bestehende Systemlandschaft und erarbeitet mit Unterstützung der Industriepartner die grundsätzlichen Zielstellungen und Verwertungspläne für die speziellen Anwendungsfälle, auch unter Zuhilfenahme der Daten aus den Projekten ProDiME und OBerA. Zudem bildet es die übergreifende Klammer um die verschiedenen Anwendungsfälle, koordiniert Abhängigkeiten zwischen den Anwendungsfällen und ist für die Kommunikation mit externen Gremien und Verbänden zuständig. Im Arbeitspaket 1 werden die Erkenntnisse aus den speziellen Anwendungsfällen wissenschaftlich ausgewertet, generalisiert und als Leitfaden dokumentiert.

AP1.1

Wissenschaftliche Erarbeitung des exakten Ist-Zustands mit den Anwendungspartnern / Forschungspartnern

AP1.2

Systematische, wissenschaftlich fundierte Benchmarks der Fertigungstechnologien (Anwender)

AP1.3

Systematische, wissenschaftlich fundierte Benchmarks zur Funktionsintegration durch AM für das Produktspektrum der Industriepartner (Anwender)

AP1.4

Wissenschaftliche Analyse und Erarbeitung technologischer Realisierungsmöglichkeiten

AP2: Funktionsintegration und Weiterentwicklung der Fertigungstechnologie

In Arbeitspaket 2 (AP2) wird unter Leitung der FAU eine grundlegende Anforderungsanalyse an die Produktionsumgebung für die beteiligten Unternehmen durchgeführt.

AP2.1

Technologisch basierte Identifikation passender AM-Technologien für die Produktanforderungen

AP2.2

Wissenschaftliche Identifikation von Defiziten hinsichtlich Technologie, Qualität, Kosten anhand von Benchmarks für eine Technologievergleichsstudie:

• Systematische Aufnahme des aktuellen Standes und von unternehmensinternen Richtlinien
• Ableitung systematisch ermittelter Potenzialfelder
• Ableitung möglicher Kostenstrukturen

AP2.3

Erforschung der Produkte und Funktionsintegration

AP2.4

Wissenschaftliche Konzepterarbeitung zur Überbrückung der Funktionsintegration

AP2.5

Funktionsintegration: Untersuchung und Optimierung des Strömungsverhaltens verschiedener Kühlmittel

AP2.6

Funktionsintegration: Untersuchung und Optimierung der Wärmeübertragung

AP2.7

Aufbau eines Funktionsmusters mit Kühlstrukturen

AP2.8

Anwendbarkeit der Kühlkörperkonzepte für Motoren

AP3: Möglichkeiten zur Datenerfassung während des AM-Prozesses

In Arbeitspaket 3 (AP3) wird unter Leitung der FHWS systematisch erforscht, welche technischen Möglichkeiten zur Datenerfassung während des AM-Prozesses bestehen. Dabei werden insbesondere die Ergebnisse der ExdyMa einfließen. Diese richten sich nach den aktuellen Möglichkeiten (AP3.1 bis AP3.3), beziehen aber auch Neuentwicklungen mit ein (AP3.4). Hierbei ist insbesonders die intelligente und innovative Datenaufnahme und -auswertung bestehender und neuer Sensorsysteme von Bedeutung.

AP3.1

Entwicklung und Optimierung von Temperatursensorik (Pyrometer, Wärmebildkamera etc.)

AP3.1.1

Pyrometertechnik

AP3.1.2

Thermographie

AP3.2

Entwicklung und Optimierung der Bildverarbeitung mit Kamera im sichtbaren Bereich, Abgleich bzw. Fusion mit Thermographie

AP3.3

Labeling und Versionierung von Daten

AP3.4

Analyse der Einsatzmöglichkeiten in LBM, LMD und WAAM-Prozessen in Kooperation mit Sensorherstellern

AP3.5

Intrinsische und extrinsische Kalibrierung beispielsweise der Kameras

AP4: Methoden zur Datenanalyse und Adaption / Übertragbarkeit der Prozessfähigkeit

In Arbeitspaket 4 (AP4) werden unter der Leitung der Uni Passau Methoden zur Datenanalyse und die Übertragbarkeit der Prozessfähigkeit auf Basis der Ergebnisse aus AP3 erforscht.

AP4.1

Verarbeitung und Abgleich Sensordaten aus mehreren Quellen (Sensordatenfusion ein- oder mehrdimensionaler Signale)

AP4.2

Identifikation geeigneter Analysealgorithmen

AP4.3

Offline-Analyse zur Entwicklung der Sensorik

AP4.4

Materialanalyse (z. B. Schliffbilder, Zugversuch, optische Vermessung für Verzug und Oberflächengüte für LBM)

AP5: Online-Prozessmonitoring

In Arbeitspaket 5 (AP5) werden die Ergebnisse aus AP3 und AP4 wissenschaftlich unter der Leitung der Siemens AG interpretiert und integriert, um damit Ansätze zum technisch-wissenschaftlichen Online-Qualitätsmonitoring und somit zur Validierung der Bauteilqualität zu erforschen.

AP5.1

Entwicklung und Optimierung des Online-Prozessmonitorings, z. B. auf Basis von thermographischer Bildverarbeitung

AP5.2

LMD und WAAM auf Basis Laserscanner in die Werkzeugmaschine

AP5.3

Entwicklung und Optimierung der Visualisierung von Prozessdatenaufnahmen

AP5.4

Entwicklung und Optimierung von Methoden zur Qualitätsverbesserung durch Anlagenanpassung

AP5.5

Validierung und Optimierung des Funktionsmuster

AP5.6

Wissenschaftliche Verifikation und Untersuchung der Funktionsintegration AM Bauteile

AP6: Wissensmanagement für additiv gefertigte Bauteile

Im Arbeitspaket 6 (AP6) wird unter der Leitung von Siemens ein wissens- und datenbasiertes IT-Managementsystem erforscht. Dieses soll nach Projektende als IT-Dienstleistungsplattform die Anwender bei der Auswahl der Fertigungstechnologie, der Qualitätsvalidierung und Möglichkeiten des Redesigns zur Funktionsintegration ❔ ❬Was ist ein „Redesign zur Funktionsintegration“?❭‎ unterstützen.

AP6.1: „Landkarte“ für fehlende Technologien

In diesem Arbeitspaket werden eine „Landkarte“ der vorhandenen Technologien, Ausbildung, Forschung und Lehre erstellt und eine Analyse von Lücken vorgenommen. ❔ ❬Durch was zeichnen sich diese „Lücken“ aus?❭‎ Auf Basis dieser Analyse und der bereits verfügbaren Validierung der erreichbaren Bauteileigenschaften wird das Entwicklungspotenzial ❔ ❬wovon?❭‎ analysiert. Abschließend wird eine Roadmap für den Großraum Franken aufgestellt. ❔ ❬Was genau soll diese „Roadmap“ beinhalten?❭‎

AP6.2: Methoden und Algorithmen für ein System zur Technologieauswahl und zum Prozessdatenmanagement

Durchführende: Siemens, Anlagenbetreiber

In diesem Arbeitspaket werden Methoden und Algorithmen für 💬❬den❭‎ Einsatz und 💬❬das❭‎ Management des im Projekt erarbeiteten Wissens erforscht. Um Vorteile und Flexibilität der additiven Fertigung vollständig nutzen zu können, werden digitale Methoden und Softwaretools für die gesamte AM-Prozesskette benötigt.

Ein Fokus 💬❬dieses Arbeitspakets❭‎ liegt auf 💬❬der Erforschung von❭‎ Methoden und Algorithmen für eine automatisierte Verwendung der Wissensdatenbank ❔ ❬Welche Wissendatenbank?❭‎ für

• das Engineering ❔ ❬wovon?❭‎,
• die Funktionsintegration ❔ ❬welcher Funktionen?❭‎,
• die Technologieauswahl 💬❬verschiedener AM-Technologien❭‎,
• die Prozessdaten ❔ ❬Was soll mit „den“ Prozessdaten geschehen?❭‎ und
• die Qualitätsvalidierung ❔ ❬wovon?❭‎.

Der zweite Schwerpunkt 💬❬dieses Arbeitspakets❭‎ ist die Transformation von individuellem Wissen über Methoden der additiven Fertigung in eine kollektive Intelligenz durch ein Kommunikationsnetz oder eine IT-Plattform, wie z.B. einen Online-Marktplatz für Produktionsdienstleistungen.

Bei den Untersuchungen werden sowohl die in den Unternehmen verwendeten als auch die von Siemens angeboten Softwareprodukte und Plattformen wie z.B. die Industrial Edge, Mindsphere und das CAD/CAM-Werkzeugs Siemens NX berücksichtigt.

AP6.3

Methoden, Algorithmen und Tools für die Funktionsintegration von AM-Bauteilen unter Betrachtung des thermomechanischen Lastkollektivs

AP6.4

Validierung von Integration und Nutzung für AM-Plattform