Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Multifunktionale Laserwerkzeuge für Leichtbau und E-Mobility

05.06.2019

Schneiden, Schweißen und additiv fertigen mit einem Laser in einer Maschine – diese Innovation, die der blechverarbeitenden Industrie bedeutende Produktivitäts- und Qualitätsvorteile verschafft, steht im Mittelpunkt des NRW-Leitmarkt-Projekts MultiPROmobil. Vier Partner entwickeln darin multifunktionale Laserwerkzeuge, um die wechselhaften produktionstechnischen
Herausforderungen neuer, elektromobiler Fahrzeugkonzepte zu beherrschen. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT koordiniert das Vorhaben, das am 15.11.2018 startete und  insbesondere kleine und mittlere Unternehmen anspricht.

Schnell wechselnde Produkte, schwankende Losgrößen und neuartige Fertigungskonzepte: Im hybriden Leichtbau und bei der Elektromobilität ist ein Spagat zwischen Flexibilität und Produktivität gefragt. »In volatilen Märkten ist die Lasertechnik im Zusammenspiel mit der Digitalisierung dabei eine prädestinierte Lösung für eine wirtschaftliche Produktion«, erklärt Dr. Dirk Petring, Gruppenleiter Makrofügen und Schneiden am Fraunhofer ILT und Koordinator des Verbundprojekts »Multifunktionale Robotertechnologie mit universellem Laserwerkzeug für trennende, fügende und additive Fertigungsprozesse im semi-bionischen E-Mobil-Leichtbau – MultiPROmobil«.


Multifunktionaler Laser-Bearbeitungskopf, der schon heute innovative Blechbaugruppen durch integriertes Schneiden und Schweißen ermöglicht. Jetzt kommen zusätzlich additive Fertigungsschritte hinzu.

© Fraunhofer ILT, Aachen

Cleverer Kombikopf: Wirtschaftlichkeit dank Laser und Roboter

Gemeinsam mit der Bergmann & Steffen GmbH, der CAE Innovative Engineering GmbH und dem Laser Bearbeitungs- und Beratungszentrum (LBBZ GmbH) entwickelt das Fraunhofer ILT einen multifunktionalen Laser-Bearbeitungskopf und eine Robotertechnologie für die flexible und wirtschaftliche Fertigung von Blechbaugruppen.

Zum Einsatz kommt ein Kombikopf der Laserfact GmbH, den die Wissenschaftler in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt haben. Dieser soll zukünftig nicht nur das integrierte Schneiden und Schweißen sondern auch das Generieren von additiven Strukturen ermöglichen. Letzteres funktioniert bereits mit einem austauschbaren Düsenmodul. Aktuell arbeiten die Projektpartner daran, den Kombikopf so zu optimieren, dass er alle drei Prozesse in einer Fertigungsanlage im »fliegenden Wechsel« ausführen kann – ohne Optik- und Düsenwechsel.

Im Fokus steht zudem die Entwicklung einer intelligenten Auslegungs- und Simulationssoftware für eine optimierte Prozesskette. Mit »Digital Twins« werden Maschinen, Prozesse und zu fertigende Bauteile vom Projektpartner CAE Innovative Engineering digital abgebildet, sodass sich Kennwerte für die Prozessketten ermitteln und verbessern lassen.

Auf Basis der hochflexiblen Prozesskette legen die MultiPROmobil-Partner neue Fahrzeugkomponenten digital aus und erproben und bewerten die entwickelte Technologie. In einer industriellen Umgebung beim Projektpartner LBBZ wird ein Roboter, der alle drei Fertigungsdisziplinen beherrscht, semi-bionische Fahrzeugstrukturen per Laser fertigen.

Als erstes Anwendungsbeispiel wird der Dreieckslenker eines Elektrofahrzeugs konstruktiv optimiert und in der multifunktionalen Laser-Roboterzelle ohne Werkzeugwechsel geschnitten, geschweißt und mit additiven Strukturen verstärkt. Eine besondere Bedeutung kommt hierbei der Flexibilität der Spanntechnik zu, die von der Bergman & Steffen GmbH entwickelt wird. Zukünftig sollen je nach Baugruppengröße und erforderlicher Taktzeit auch mehrere multifunktionale Roboter in hochflexiblen Fertigungszellen zum Einsatz kommen.

Lasergestützte Fertigung für mehr Effizienz und weniger Kosten

Die Projektpartner prognostizieren eine Steigerung der Engineering-Effizienz und eine Reduzierung der Inbetriebnahmezeiten jeweils um etwa 30 Prozent. Zudem wollen sie die Stückzahlkosten und den Ressourcenverbrauch je um mindestens 20 Prozent reduzieren. »Mit der agilen, lasergestützten Fertigung lassen sich Prozessketten für die Herstellung von Blechbaugruppen mit Blick auf die schrittweise Einführung der Elektromobilität sehr flexibel und skalierbar gestalten«, so Dr. Petring.

Die am Fraunhofer ILT erfundene Technik mit dem Kombikopf von Laserfact kommt in der Industrie bereits zum Einsatz, beispielsweise beim Zuschneiden und Verschweißen von Bandenden in Beschichtungs- und Inspektionslinien der Stahlindustrie sowie in der Fertigung von hochpräzisen Metallbaugruppen. MultiPROmobil spricht mit der Weiterentwicklung des Kombikopfes nun insbesondere kleinere und mittlere Unternehmen an, die einen wichtigen Beitrag zum Zukunftsmarkt der E-Mobility leisten.

Das Projekt MultiPROmobil mit Laufzeit von drei Jahren wird durch das Fraunhofer ILT koordiniert und aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes NRW gefördert.

Das Fraunhofer ILT auf der LASER World of PHOTONICS 2019

Nähere Informationen zu MultiPROmobil und weiteren aktuellen Entwicklungen bekommen Besucher am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand, Halle A2.431 auf der LASER World of PHOTONICS in München vom 24. bis zum 27. Juni 2019.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Dirk Petring
Leiter der Gruppe Makrofügen und Schneiden
Telefon +49 241 8906-210
dirk.petring@ilt.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Martin Dahmen
Projektleiter Laserstrahlfügen
Telefon +49 241 8906-307
martin.dahmen@ilt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

https://www.ilt.fraunhofer.de/

Petra Nolis M.A. | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Cobot-Assistenz in der Montage: Flexible Lösungen für den Mittelstand auf der Hannover Messe 2020
19.02.2020 | Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM

nachricht HMI Preview 2020: Neue Herzen für Brennstoffzellen: Fraunhofer IWU forscht an zukunftsfähiger Serienproduktion
12.02.2020 | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Globale Datenbank für Karstquellenabflüsse

21.02.2020 | Geowissenschaften

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen

21.02.2020 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics