Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

»Fast Ramp-Up«: Neue Try-Out-Vorrichtung verkürzt den Anlagenanlauf im Karosseriebau

18.09.2013
Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU stellen auf der EMO 2013 erstmalig eine neu entwickelte Try-Out-Vorrichtung vor, mit der sich die Anlaufzeiten von Fertigungslinien im Karosseriebau deutlich verkürzen lassen.

Das modulare Baukastensystem ermöglicht eine realistische Nachbildung beliebiger Karosseriebauvorrichtungen im Vorserienprozess. Die Vorrichtungen können in Aufbau und Eigenschaften schnell und einfach modifiziert werden.


Mit der am Fraunhofer IWU entwickelten Try-Out-Vorrichtung können die Anlaufzeiten von Fertigungsstrecken im Karosseriebau deutlich reduziert werden. Fraunhofer IWU

Auswirkungen auf die Prozessqualität lassen sich sofort ablesen und dokumentieren. Dadurch kann der gesamte Qualitätsprozess systematisiert und insbesondere reproduzierbar gestaltet werden.

Bei einem Modell- oder Derivatwechsel können so die »idealen« Prozessparameter, wie Spannsituation, Steifigkeit sowie deren Einfluss auf Qualitätsschwankungen ermittelt werden, noch bevor eine Serienvorrichtung gebaut wird. Langwierige Nachjustagen, und damit der gesamte Anlaufprozess, werden somit deutlich verkürzt. Leichtbaupotentiale können noch effizienter genutzt werden.

Steigende Variantenvielfalt, immer kürzere Produktlaufzeiten und hohe Energiekosten machen ein Umdenken in der Automobilproduktion notwendig. Im Bereich des Karosseriebaus sind insbesondere die langwierigen Anlaufzeiten ein großes Problem. Bei jedem Neuanlauf müssen die Fertigungsanlagen an die neuen Bauteile und Baugruppen angepasst werden – ein sehr kostspieliger, weil zeitaufwendiger Prozess.

Anlaufzeiten durch Try-Out-Vorrichtung verkürzen

Derzeit kommen im Karosseriebau ausschließlich starre Einzweckvorrichtungen zum Einsatz. Die für Positionierung und Fixierung der Blechbauteile eingesetzten Bestimm- und Spannelemente sind hierbei fest auf einem Tisch oder einer Grundplatte befestigt und werden exakt justiert und damit präzise auf die spätere Blechbaugruppe eingerichtet. Bei jedem neuen Fahrzeugmodell kann es dabei mehrere Monate dauern, bis die Vorrichtungen so eingestellt sind, dass die Fertigung den Qualitätsanforderungen des Automobilherstellers entspricht.

»In der Praxis liegen die Anlaufzeiten teilweise bei bis zu neun Monaten«, erklärt Marco Breitfeld, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Montagetechnik des Fraunhofer IWU. Die hergestellten Baugruppen werden immer wieder vermessen und gemäß den Qualitätsvorgaben begutachtet. Auch während der Produktion muss – zum Teil mehrmals pro Schicht – im Zehntelmillimeterbereich nachjustiert werden, denn immer wieder treten Abweichungen auf.

Erschwert werden die Stellmaßnahmen zudem durch eine Vielzahl weiterer Einflussgrößen wie Steifigkeit und Durchbiegung der Vorrichtung. Marco Breitfeld erklärt, warum sich dieser Prozess so schwierig gestaltet: »Die Wechselwirkungen zwischen Vorrichtung, Bauteil und Prozess wurden bislang nicht untersucht – das Zusammenhangs- und vor allem Ursachenwissen fehlt. Gerade im Bereich der Vorserie wird stattdessen auf Basis von Erfahrungswissen gearbeitet. Um eine Verkürzung der Anlaufphase zu erreichen, ist man in der Praxis bisher auf Improvisationen angewiesen. So werden bestimmte Vorrichtungselemente überdimensioniert, um den Einfluss von Steifigkeit und Durchbiegung auf die Prozessqualität zu reduzieren. Dies geht zu Lasten von Themenfeldern wie Leichtbau und Energieeffizienz und steht damit heutigen Trends der Produktionstechnik entgegen«.

Schnellere Serienreife durch »Vorserien-Try-Out«

Das Prinzip von Try-Out-Vorrichtungen ist grundsätzlich nicht neu. Im Bereich der Umformtechnik hat sich dieses Verfahren bereits durchgesetzt. Um längere Ausfallzeiten in der Serienproduktion zu vermeiden, sind hier spezielle Try-Out-Pressen im Einsatz. Die »idealen« Stellgrößen für einen qualitätsgerechten Betrieb können bereits außerhalb des Serienprozesses, d.h. ohne die Produktion unterbrechen zu müssen, ermittelt werden. Die Try-Out-Presse simuliert hierbei Prozessparameter und Fertigungsumgebung der regulären Anlage. Ähnlich zu den Vorbildern im Presswerk lässt sich der Try-Out-Gedanke auch auf den Karosseriebau übertragen. Die Vorrichtung wird hierzu nach und nach aus den verschiedenen Baukastenelementen zusammengesetzt, bis sich schließlich Gutteile herstellen lassen. Das experimentell ermittelte Layout, sowie die entsprechenden Eigenschaften der Vorrichtungen sind infolge definierter Eigenschaften des Baukastensystems bekannt und können in einem nachgelagerten Konstruktionsprozess in eine Serienvorrichtung überführt werden.

»Mit der Try-Out-Vorrichtung kommen wir unserem Ziel einer Verkürzung des Anlagenanlaufs ein gutes Stück näher«, erklärt Dr. Welf-Guntram Drossel, kommissarischer Institutsleiter des Fraunhofer IWU. »Zudem stellen die ermittelten Wirkzusammenhänge die Grundlage für eine Flexibilisierung des Karosseriebaus dar. In naher Zukunft werden auf einer Fertigungslinie flexibel verschiedene Fahrzeugmodelle hergestellt werden können, ohne dass beispielsweise Vorrichtungen ausgetauscht oder manuell nachjustiert werden müssen. Damit sparen wir Material sowie Energie und erzielen eine höhere Anlagenauslastung.«

Hendrik Schneider | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iwu.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht OLED auf hauchdünnem Edelstahl
21.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

nachricht Die Chancen der Digitalisierung für das Betriebliche Gesundheitsmanagement: vitaliberty auf der Zukunft Personal 2017
19.09.2017 | vitaliberty GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie