Servicenavigation

Detailseite

Zurück

Projekt Druckansicht

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
 
Erstellungsjahr 2019

Zusammenfassung der Projektergebnisse

An die Produktion von morgen werden große Anforderungen gestellt: Sie muss variabel sein und die individuelle Fertigung in Losgröße 1 ermöglichen. Sie muss intelligent, effizient und nachhaltig sein. Der Blick in die Zukunft zeigt Fabriken, in denen Bauteile und Maschinen miteinander kommunizieren und eigenständig Entscheidungen treffen – sie sind aktive, eigenständige Bestandteile vernetzter Produktionssysteme. Der Sonderforschungsbereich 653 „Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus – Nutzung vererbbarer, bauteilinhärenter Informationen in der Produktionstechnik“ schafft die Grundlage dieser Zukunft und geht dabei einen Schritt über die konventionellen Technologien der Datenchips hinaus. Die Vision besteht in der physikalischen Integration des Bauteils mit seinen Reproduktions- und Beanspruchungsinformationen aus dem Lebenszyklus. Das langfristige Forschungsziel ist die Aufhebung dieser Trennung von Bauteil und dazugehöriger Information durch die Entwicklung gentelligenter Bauteile, die mit genetischen und intelligenten Eigenschaften ausgestattet sind. Die angestrebte inhärente Informationserfassung und -speicherung leistet einen wichtigen Beitrag für die Weiterentwicklung der Produktionstechnik und der Produktentwicklung zur Nutzung in produktionstechnischen Systemen der Zukunft. Die leitenden Fragestellungen zur Realisierung dieser Zielsetzung bildeten auch die Grundlage für die Struktur des SFB, der sich in fünf Projektbereiche aufteilte. Das wissenschaftliche Forschungsprogramm ist an den drei Förderperioden orientiert und folgte der Vorgehensweise „Grundlagen – Entwicklung – Integration“. In den ersten vier Jahren wurde experimentell und simulativ der Nachweis erbracht, dass Bauteile zur inhärenten Belastungserfassung und -speicherung befähigt werden können und erste gentelligente Prototypen entwickelt. Die Erkenntnisse wurden genutzt, um Instandhaltungs-, Planungs- und Werkzeugmaschinensysteme zu entwickeln, die deutliche Vorteile hinsichtlich Genauigkeit, Flexibilität und Datenkonsistenz gegenüber konventionellen Systemen aufweisen. Dazu wurden die produktionstechnischen Technologien und Ansätze entwickelt und das in der Werkstoffkunde, Mikroproduktions- und Fertigungstechnik sowie Signalübertragung und -analyse benötigte Grundlagenwissen aufgebaut. Ziel der 2. Förderperiode war die Erforschung der funktionalen Eigenschaften der gentelligenten Bauteile für gentelligente Systeme mit erweitertem Technologie- und Anwendungsspektrum. Die Speicherdichten und Belastungssensitivitäten der gentelligenten Bauteile konnten deutlich gesteigert werden. Durch die Weiterentwicklung der magnetischen Magnesiumlegierungen wurden reproduzierbare Belastungserfassungen erreicht. Die entwickelte Mikrostrukturierung der Bauteiloberflächen in Zerspanprozessen ermöglicht eine sichere Bauteilidentifikation. Weiterhin wurde die weitere Miniaturisierung der Komponenten zur bauteilinhärenten Kommunikation realisiert. Im Projektbereich S wurden die Technologien zur Integritätsbewertung erforscht und deren Anwendungsflexibilität erweitert. Durch die Entwicklung eines belastungssensitiven Werkzeugschlittens konnte eine weitere Informationsquelle zur Prozessüberwachung und -bewertung geschaffen werden. Weiterhin wurde der Mehrwert gentelligenter Bauteile durch einen neuen bauteilzustandsbasierten Instandhaltungsansatz nachgewiesen. Das Verfahren zur Herstellung bauteilinhärenter Energie- und Signalübertragungen wurde weiterentwickelt und zustandsbasierte Informationen aus gentelligenten Bauteilen in neuen Ansätzen zur Prozesssimulation und Fertigungssteuerung eingesetzt. Hauptzielsetzung des 3. Förderzeitraums war die Integration der Ansätze in den Anwendungsrahmen einer gentelligenten Produktion sowie die Entwicklung von Implementierungsstrategien mit dem Fokus auf dem Erkenntnistransfer entwickelter Einzeltechnologien und Systeme in die praktische Anwendung durch Transferprojekte. Um dies zu erreichen und gleichzeitig die Potentiale für eine industrielle Nutzung in zukünftigen produktionstechnischen Systemen deutlicher darzustellen, wurde im 3. Förderzeitraum erstmals eine „Gentelligente Produktion“ aufgebaut. Dazu wurden die Technologien der Teilprojekte in dem geschlossenen Kreislauf gentelligenter Bauteile mit den Phasen der Produktentstehung, -herstellung, -nutzung und Informationsrückführung integriert. In den einzelnen Projektbereichen wurden weiterführende Entwicklungen zur Signalanalyse und -übertragung, zur Speicherkapazität sowie Untersuchungen zu Möglichkeiten der Übertragbarkeit und zur Steigerung der Leistungsfähigkeit durchgeführt. Diese bis zum Ende der 3. Phase durchgeführte Zusammenführung und Integration der Ansätze in einer Gentelligenten Produktion schaffte die Grundlage für die Überführung der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung und somit zur nachhaltigen Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Produktionstechnik in Deutschland.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

Zusatzinformationen

© 2024 DFG Kontakt / Impressum / Datenschutz

Textvergrößerung und Kontrastanpassung