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SFB 653: Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus - Nutzung vererbbarer, bauteilinhärenter Informationen in der Produktionstechnik (Gentelligent Components in their Lifecycle)
Fachliche Zuordnung
Maschinenbau und Produktionstechnik
Förderung
Förderung von 2005 bis 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5486368
Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs werden Bauteile mit neuartigen Eigenschaften sowie Konzepte, Verfahren und Technologien zu deren Herstellung und Nutzung in der Produktionstechnik entwickelt. Das langfristige Ziel dieses interdisziplinären Sonderforschungsbereichs besteht in einer physikalischen Integration des Bauteils mit seinen Reproduktionsinformationen sowie mit Beanspruchungsinformationen aus dem Lebenszyklus. Für diese Bauteile wurde der Begriff gentelligente Bauteile geprägt.
Der Begriff gentelligent verdeutlicht hierbei den genetischen und intelligenten Charakter der innovativen Bauteile. Ein gentelligentes Bauteil verfügt inhärent über notwendige Informationen zu seiner eindeutigen Identifizierung, Reproduktion sowie zu seinem Entstehungsprozess. Durch geeignete Materialien und Sensorik sind diese Bauteile in der Lage, spezielle Informationen, wie zum Beispiel einwirkende Kräfte, Beschleunigungen, Temperaturen usw., während ihrer Nutzungsphase erfassen, vorverarbeiten, speichern und interpretieren zu können. Diese Gesamtheit an Informationen ist implizit mit dem Bauteil verbunden und jederzeit abrufbar. Durch diese Kombination entstehen völlig neue Nutzungsmöglichkeiten in den Bereichen Produktions- und Fertigungsplanung, in der Fertigung, Instandhaltung, Reparatur bis hin zum Recycling.
Zunächst geht es in diesem Sonderforschungsbereich darum, Methoden zur Verknüpfung von Bauteil und Informationen zu entwickeln, die deutlich über den Integrationsgrad bekannter Auto-ID-Technologien hinausgehen. Das Einbringen von Informationen ist daher ein Forschungsschwerpunkt im ersten Antragszeitraum. Die Entwicklung der Lernfunktion der Bauteile ist ein weiterer Schwerpunkt. Diese soll durch neuartige Sensortechnologien erfolgen, wie beispielsweise der Verfolgung des Martensitgehaltes. Die weiteren wissenschaftlichen Arbeiten verfolgen Methoden, die Informationen einzelner Bauteile auf Baugruppen- oder Systemebene weiterzuleiten, zu verbinden und zu verwerten. Hierzu sollen auch innovative Methoden zum Lesen, Schreiben und letztlich auch zur Kommunikation der Bauteilinformationen entwickelt werden. Darüber hinaus erforschen weitere Projekte von Beginn an, welche Möglichkeiten die entwickelten Methoden und die biologischen Bauteileigenschaften der Produktionstechnik eröffnen.
Der Begriff gentelligent verdeutlicht hierbei den genetischen und intelligenten Charakter der innovativen Bauteile. Ein gentelligentes Bauteil verfügt inhärent über notwendige Informationen zu seiner eindeutigen Identifizierung, Reproduktion sowie zu seinem Entstehungsprozess. Durch geeignete Materialien und Sensorik sind diese Bauteile in der Lage, spezielle Informationen, wie zum Beispiel einwirkende Kräfte, Beschleunigungen, Temperaturen usw., während ihrer Nutzungsphase erfassen, vorverarbeiten, speichern und interpretieren zu können. Diese Gesamtheit an Informationen ist implizit mit dem Bauteil verbunden und jederzeit abrufbar. Durch diese Kombination entstehen völlig neue Nutzungsmöglichkeiten in den Bereichen Produktions- und Fertigungsplanung, in der Fertigung, Instandhaltung, Reparatur bis hin zum Recycling.
Zunächst geht es in diesem Sonderforschungsbereich darum, Methoden zur Verknüpfung von Bauteil und Informationen zu entwickeln, die deutlich über den Integrationsgrad bekannter Auto-ID-Technologien hinausgehen. Das Einbringen von Informationen ist daher ein Forschungsschwerpunkt im ersten Antragszeitraum. Die Entwicklung der Lernfunktion der Bauteile ist ein weiterer Schwerpunkt. Diese soll durch neuartige Sensortechnologien erfolgen, wie beispielsweise der Verfolgung des Martensitgehaltes. Die weiteren wissenschaftlichen Arbeiten verfolgen Methoden, die Informationen einzelner Bauteile auf Baugruppen- oder Systemebene weiterzuleiten, zu verbinden und zu verwerten. Hierzu sollen auch innovative Methoden zum Lesen, Schreiben und letztlich auch zur Kommunikation der Bauteilinformationen entwickelt werden. Darüber hinaus erforschen weitere Projekte von Beginn an, welche Möglichkeiten die entwickelten Methoden und die biologischen Bauteileigenschaften der Produktionstechnik eröffnen.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- 01 - Bauteiloberflächen und -randzonen mit gentelligenten Eigenschaften (Teilprojektleiter Breidenstein, Bernd ; Denkena, Berend ; Ostermann, Jörn )
- 02 - Magnetische Magnesiumlegierungen (Teilprojektleiter Bach, Friedrich-Wilhelm ; Bormann, Dirk ; Kerber, Kai ; Maier, Hans Jürgen )
- 03 - Herstellung gentelligenter Sinterbauteile aus Metallpulver (Teilprojektleiter Behrens, Bernd-Arno )
- 04 - Modulare, mehrfunktionale Mikrosensorik (Teilprojektleiter Gatzen, Hans-Heinrich ; Rissing, Lutz ; Wurz, Marc Christopher )
- 05 - Gentelligente Bauteilidentifikation und Integritätsbewertung (Teilprojektleiter Bach, Friedrich-Wilhelm ; Maier, Hans Jürgen ; Reimche, Wilfried )
- 06 - Dispensierte Fasern zur bauteilinhärenten Energieübertragung und optischen Signalkopplung (Teilprojektleiter Overmeyer, Ludger )
- 07 - Planung und Überwachung spanender Fertigungsprozesse auf Basis von Werkstück- und Fertigungsinformationen (Teilprojektleiter Denkena, Berend ; Henning, Helge )
- 08 - Opto-elektronische Integration eines HF-Kommunikationssystems für gentelligente Bauteile (Teilprojektleiter Geck, Bernd ; Overmeyer, Ludger )
- 09 - Lesen und Schreiben magnetisch gespeicherter Daten (Teilprojektleiter Gatzen, Hans-Heinrich ; Rissing, Lutz ; Wurz, Marc Christopher )
- 10 - Gentelligente Maschinenkomponenten für Werkzeugmaschinen (Teilprojektleiter Denkena, Berend ; Litwinski, Kai Martin ; Möhring, Hans Christian )
- 11 - Bauteilstatus-getriebene Instandhaltung (Teilprojektleiter Nyhuis, Peter )
- 12 - Gestaltevolution durch algorithmisierte Informationsrückführung aus dem Produktlebenszyklus (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Lachmayer, Roland ; Mozgova, Iryna )
- 13 - Zielgruppenspezifische Netzwerkarbeit in der Öffentlichkeitsarbeit (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- 14 - Geschäftsführung des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- E04 - Magnetische Konditionierung und Mikrostrukturierung von Bauteiloberflächen mittels Laserstrahlung (Teilprojektleiter Kling, Rainer ; Overmeyer, Ludger )
- G - Zentrale Aufgaben des SFB (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- K03 - Echtzeitfähige Planung und Steuerung der Montage auf Basis bauteilinhärenter Informationen (Teilprojektleiter Nyhuis, Peter )
- S02 - Umformtechnische Herstellung mechanischer Belastungssensoren durch Einbringen lokaler Dehnungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Behrens, Bernd-Arno ; Voges-Schwieger, Kathrin )
- T01 - Anlernfreie Prozessüberwachung für die Einzelteilfertigung (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T02 - Sensorisches Spannsystem zur Überwachung des System- und Prozesszustandes (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T03 - 3D-Laserstrukturierung von sensorischen Schichtsystemen - Entwicklung eines industriellen Demonstrators (Teilprojektleiter Overmeyer, Ludger ; Stute, Uwe ; Suttmann, Oliver )
- T04 - Gentelligente Werkstücktopografiegestaltung und Produktivitätssteigerung geometrisch bestimmter Zerspanprozesse durch axiale Werkzeuganregung (Teilprojektleiter Denkena, Berend ; Köhler, Jens )
- T05 - Verfahren und Werkzeugsystem zur Applikation und Integration von substratlosen modularen Mikrosensoren (Teilprojektleiter Rissing, Lutz ; Wurz, Marc Christopher )
- T08 - Low Power Sensorknoten mit photovoltaischer Energieversorgung zur funkbasierten Prozessüberwachung beim Gewinden (Teilprojektleiter Geck, Bernd ; Overmeyer, Ludger )
- T09 - Betriebsbegleitende, adaptive Arbeitsplanung und Fertigungssteuerung (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T10 - Simulationsgestützte Abdrängungsüberwachung (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T12 - Kennwertgestützte Topografiebewertung und gezielte Anpassung von Schleifprozessen durch selbsterlernte Modelle (Teilprojektleiter Breidenstein, Bernd )
- T13 - Wissensbasierte Prozessfeinplanung auf Grundlage von Vergangenheitsdaten (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T14 - Entwicklung und Herstellung von direktabgeschiedener Sensorik auf Baugruppen einer Bohrlochgarnitur (Teilprojektleiter Wurz, Marc Christopher )
Antragstellende Institution
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Beteiligte Institution
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Sprecher
Professor Dr.-Ing. Berend Denkena