KMU-innovativ – Innovationen für die Produktion von morgen · KMU-INNOVATIV – SCHNELL UND EINFACH. 5. Förderkriterien. Wichtige Kriterien für eine positive Förderentschei-dung

KMU-innovativ – Innovationen für die Produktion von morgenProjektporträts der 3. und 4. Auswahlrunde mit Laufzeit 2017 bis 2019

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort 3

KMU-innovativ – schnell und einfach 4

Projektporträts der 3. Auswahlrunde mit Laufzeit 2017 bis 2019 6

Einzelprojekte produzierender Unternehmen ................................................................................................................6

Auf Anhieb sauber und verpackt (Automationsbox) .................................................................................................6

Innovativer Beschichtungsprozess für hochfeine und elastische Textilien (FuncTex) .........................................8

Textile Oberflächen effektiver veredeln (InfinityCut) ............................................................................................ 10

Hoher Wellpappen-Bedarf erfordert effiziente Produktion (PaRo) ..................................................................... 12

Kooperationen zweier produzierender Unternehmen ............................................................................................... 14

Hochreine größenkontrollierte Nanomaterialien (KontiKat) ............................................................................... 14

Ätzen von Glasbauteilen auf Basis der reduzierten Salzschmelzen (SaltEtch) .................................................. 16

Mikrofluidik in ungewohnter Dimension – Miniaturisierung auf dem Vormarsch (VollMikroPharm) .......... 18

Kooperationen mehrerer produzierender Unternehmen .......................................................................................... 20

Laserbasierter 3D-Druck mittels Metalldrähten (3DMetalWire) ......................................................................... 20

Zuverlässig unter Tage (Bergkette) ............................................................................................................................ 22

Integriertes Sensorsystem zur Überwachung des Flechtprozesses (InSensoFlecht) ...................................... 24

Der Traum vom gesunden Lebensmittel (PPK) ....................................................................................................... 26

Neues Herstellverfahren für Rotorblätter und Kanus (RotoMould) ................................................................... 28

Glatte Oberflächen für 3D-Bauteile (SquisH) ......................................................................................................... 30

Projektporträts der 4. Auswahlrunde mit Laufzeit 2017 bis 2019 32

Einzelprojekte produzierender Unternehmen ............................................................................................................. 32

Digitalisiert produzieren – real wachsen (digiPLANT) .......................................................................................... 32

Beleuchtung in neuer Gestalt (OLEDautoflex) ....................................................................................................... 34

Veredelte Kunststoffprodukte für die Medizintechnik (PRIMA17) .................................................................... 36

Kooperationen zweier produzierender Unternehmen ............................................................................................... 38

Flexibel einsetzbare Roboterzellen für den Mittelstand (CAMiROB) ................................................................. 38

Sägeblätter lange und effizient nutzen (SmartBandsaw) ..................................................................................... 40

„Strahlen as a Service“ als neues Geschäftsmodell (Strahlen40) ........................................................................ 42

2

Kooperationen mehrerer produzierender Unternehmen .......................................................................................... 44

Umweltfreundlicher Pflanzenschutz durch automatisierte Stamminjektion (AutoInjekt) ............................ 44

Den digitalen Wandel positiv und dauerhaft gestalten (KMUdigital) ................................................................ 46

Mobiler Industrieroboter für Handwerker (MAROON) ........................................................................................ 48

Ohne Nacharbeit zum Erfolg (MuPro2) ................................................................................................................... 50

Gezielte Oberflächenbehandlung von Textilfasern (PlasmaTex) ......................................................................... 52

Ressourcen-Sharing in der Produktion (ProSharing) ............................................................................................. 54

Impressum 57

3

Vorwort

Der ausgeprägte deutsche Mittelstand ist einer der wichtigsten Konjunktur-, Produktivitäts- und Innova-tionsmotoren Deutschlands. Kleine und mittlere Unter-nehmen (KMU) schaffen 83 Prozent der betrieblichen Ausbildungsplätze und beschäftigen rund 16 Millionen Menschen. Die mehrheitlich familiengeführten Unter-nehmen können meist besser langfristige Innovations-strategien verfolgen als große Kapitalgesellschaften. Mit ihren häufig auf Nischenmärkte ausgeri chteten Produk-ten agieren sie dadurch global äußerst erfolgreich und stellen zahlreiche Weltmarktführer.

Diese Spitzenposition kann nur durch ständige Anstren-gungen in Forschung und Entwicklung gehalten werden. Dadurch können KMU ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken und weiteres Wachstum erzielen. Eine effiziente Produktion und innovative Produkte sind hierfür der Schlüssel.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt mit der Förderinitiative KMU-inno-vativ kleine und mittlere Unternehmen in wichtigen Zukunftsber eichen wie der Produktion. Diese Initiative ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Zehn-Punkte-Programms „Vorfahrt für den Mittelstand“, mit dem wir unsere Unterstützung in den k ommenden Jahren noch weiter ausbauen werden.

Das BMBF hat den Zugang zur Förderung für KMU deutlich vereinfacht und die Ver fahren beschleunigt. So werden die zehnseitigen Projektskizzen innerhalb von zwei Monaten begutachtet, und die Projekte können in der Regel bereits sechs Monate nach dem Einreichungs-stichtag starten.

Mit den Projektporträts bieten wir Ihnen einen Über-blick über aktuell geförderte KMU-innovativ-Projekte aus der Produktionsforschung. Sie zeigen das breite thematische Spektrum sowie die unterschiedlichen Herangehensweisen, sei es als Eigenforschung oder in der Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen, auf. Wir möchten damit kleine und mittlere Unternehmen auch dazu motivieren, eigene innovative Ideen mögli-cherweise im Rahmen eines KMU-innovativ-Projekts zum Durchbruch zu verhelfen.

Ihr Bundesministerium für Bildung und Forschung

4 KMU-INNOVATIV – INNOVATIONEN FÜR DIE PRODUKTION VON MORGEN

KMU-innovativ – schnell und einfach

Produktion und produktionsnahe Dienstleistungen erzielen einen signifikanten Anteil der gesamten Wirtschaftsleistung in Deutschland. Forschung, Entwicklung und Qualifizierung nehmen dabei eine Schlüsselrolle ein. Wird heute in diese Bereiche investiert, führt dies zu neuen Arbeitsplätzen und zu einem sicheren Lebensstandard in der Zukunft. Besondere Bedeutung haben hier kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Im Rahmen der HightechStrategie 2020 verfolgt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit der Fördermaßnahme „KMUinnovativ: Produktionsforschung“ das Ziel, das Innovationspotenzial kleiner und mittlerer Unternehmen zu stärken. Die Initiative ist breit gefächert und Teil des Programms „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“.

Vorfahrt für Spitzenforschung im MittelstandEin wichtiger Innovationsmotor ist die enge Vernet-zung zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Deren Zusammenarbeit zu stärken und Abläufe zu straffen ist eines der spezifischen Ziele von KMU-innovativ. Gerade KMU, die in der Regel wenig eigenes Forschungsperso-nal haben, sind auf den wissenschaftlichen Input von außen angewiesen.

Mit der Fördermaßnahme KMU-innovativ bekommen KMU ein Instrument an die Hand, das durch seine the-menoffene Gestaltung und kurze Bearbeitungsdauer die Innovationskraft kleiner und mittlerer Produktions-unternehmen in Deutschland nachhaltig stärkt.

Bisherige ErfolgsbilanzIm Programm „Forschung für die Produktion von morgen“ starteten im Zeitraum 2007 bis 2015 circa 220 KMU-innovativ-Projekte erfolgreich. Im Pro-gramm „Innovationen für die Produktion, Dienstleis-tung und Arbeit von morgen“ laufen aktuell 55 KMU-innovativ-Projekte. Ausschlaggebend für die Förderung waren unter anderem die Kriterien Exzellenz der Idee und Verwertung der Ergebnisse.

Ziele und Anwendungspotenziale der Projekte und weiter gehende Informationen sind unter www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/kmu-innovativ zu finden.

Gegenstand der FörderungGefördert werden risikoreiche industrielle Forschungs-vorhaben und vorwettbewerbliche Entwicklungsvor-haben, die technologieübergreifend und anwendungs-bezogen sind. Die FuE-Vorhaben müssen dem Bereich der Produktionssysteme und -technologien zuzuord-nen und für die Positionierung des Unternehmens am Markt von Bedeutung sein.

Unterstützt werden themenübergreifend Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, die auf folgende An-wendungsfelder bzw. Branchen ausgerichtet sind: Grundstoffindustrie, Maschinen- und Anlagenbau, Fahrzeugbau, Elektro- und Informationstechnik, Medizin-, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, Optik, Dienstleistung und andere Bereiche der gewerblichen Wirtschaft. Beispielhaft werden folgende Themen beziehungsweise Fragestellungen mit einbezogen:●● Neue Produkte, Maschinen und Anlagen für die

industrielle Produktion●● Neue Fertigungstechnologien und Prozessketten●● Digitalisierung und Virtualisierung von Produk-

tionssystemen●● Effizientere Nutzung von Rohstoffen und Energie

in Produktionstechnologien und bei Ausrüstungen●● Organisation und Industrialisierung produktions-

naher Dienstleistungen●● Erhöhung der Kompetenzen und Qualifikationen

der Mitarbeiter

VerfahrenIm Rahmen von KMU-innovativ gestaltet das BMBF den Zugang zu Fördermöglichkeiten so einfach wie möglich. Die folgenden sechs Schritte führen von Ihrer Idee zur Umsetzung des Forschungsvorhabens:1. Sie kontaktieren den Lotsendienst KMU-innovativ

bei der Förderberatung „Forschung und Innovation“.2. Sie reichen die Ideenskizze ihres Projekts zu einem

der beiden Stichtage (15. April und 15. Oktober) ein.3. Ihre Skizze wird innerhalb von zwei Monaten begut-

achtet.4. Wenn Ihre Skizze positiv begutachtet wurde, stellen

Sie einen Förderantrag.5. Über Ihren Antrag wird innerhalb von zwei Mona-

ten entschieden.6. Sie verwirklichen mit KMU-innovativ Ihr For-

schungsvorhaben.

www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/kmu-innovativ

www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/kmu-innovativ

5KMU-INNOVATIV – SCHNELL UND EINFACH

FörderkriterienWichtige Kriterien für eine positive Förderentschei-dung sind Exzellenz der Idee, Innovationsgrad, Qualifi-kation der Partner, Verwertung der Ergebnisse und die Bedeutung des Beitrags zur Lösung aktueller gesell-schaftlich relevanter Fragestellungen.

Die Bewertungskriterien im Detail können Sie den För-derrichtlinien zu KMU-innovativ unter www.produk-tionsforschung.de entnehmen. Eingereichte Projekt-vorschläge stehen untereinander im Wettbewerb.

Manueller Bestückungsvorgang einer Platine

Bundesministerium für Bildung und ForschungReferat Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Innovationsförderung; Industrie 4.0Herr Dr. Helmut BossyE-Mail: [email protected]

Förderberatung ,,Forschung und Innovation“ des Bundes, Lotsendienst für UnternehmenTel.: 0800 2623-009 (kostenfrei)E-Mail: [email protected]

Projektträger Karlsruhe (PTKA) Produktion, Dienstleistung und ArbeitKarlsruher Institut für Technologie (KIT)Herr Dipl.-Ing. Edwin SteinebrunnerPostfach 3640, 76021 KarlsruheTel.: 0721 608-26567E-Mail: edwin.steinebrunner@kit.eduwww.produktion-dienstleistung-arbeit.dewww.ptka.de

Weitere Informationen

www.produktionsforschung.de

www.produktionsforschung.de

mailto:[email protected]

www.bmbf.de


www.kmu-innovativ.de


www.produktion-dienstleistung-arbeit.de

www.ptka.de

Projektporträts der 3. Auswahlrunde mit Laufzeit 2017 bis 2019

Einzelprojekte produzierender UnternehmenAuf Anhieb sauber und verpackt (Automationsbox)

Der Trend zur Miniaturisierung von Produkten ist ungebrochen und wird in den nächsten Jahren weiter steigen. Damit verbunden ist die Herausforderung, hochpräzise und gleichzeitig hoch belastete mechani-sche Bauteile herzustellen. Dies gilt insbesondere für Wachstumsbranchen, wie die Steuer- und Regelungs-technik, die Medizintechnik, die Feinwerk- und die Luftfahrtechnik. Die Herstellung der hochkomplexen Bauteile aus metallischen Werkstoffen erfolgt auf mo-dernen Werkzeugmaschinen, sogenannten Dreh- und

Fräszentren, mit extrem langen Zerspanungszeiten. Neben den hohen Präzisionsanforderungen erweisen sich vor allem die geforderten Oberflächenqualitäten mit Abweichungen im Mikrometerbereich sowie die erforderliche Sauberkeit in bestehenden Produktions-abläufen als schwer überwindbare Hürden. Schon allein das gegenseitige Berühren der gefertigten Teile im Reinigungsprozess kann zu Oberflächenschäden und damit zum Ausschuss führen.

Werkzeugmaschine zur Herstellung komplexer Bauteile


7PROJEKTPORTRÄTS DER 3. AUSWAHLRUNDE MIT LAUFZEIT 2017 BIS 2019

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts Automationsbox ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die gefertig-ten Bauteile direkt nach dem Zerspanungsprozess ein-zeln entnommen, gereinigt, kontrolliert und verpackt werden. Die notwendigen Prozessschritte vom Reini-gen bis hin zum Verpacken sollen separiert ablaufen, sodass eine Beschädigung der Teile untereinander sicher vermieden wird.

Technologie und MethodikIm Zentrum der Projektarbeiten steht neben der Konzeption und Entwicklung der einzelnen Verfah-rensschritte, vom Reinigen bis zum Verpacken, die In-tegration der Einzelprozesse in ein gerätetechnisches Gesamtsystem. Dies soll in Kombination mit unter-schiedlichen Werkzeugmaschinentypen mit einem Raumbedarf von maximal einem Kubikmeter realisiert werden. Neben der Handhabungstechnik hat dabei die Entwicklung des Reinigungsprozesses eine besondere Bedeutung. Dieser basiert auf einer wässrigen Lösung, die sowohl organische wie auch anorganische Ver-unreinigungen entfernt. Dazu wird eine überlagerte Ultraschalltechnik eingesetzt, um kurze Prozesszeiten sicherzustellen. Die erarbeitete Lösung wird proto-typisch im Unternehmen umgesetzt und evaluiert.

Anwendung und ErgebnisseDurch die Entwicklung und die geplante Verwertung des Verfahrens können die genannten Werkstücke am Standort Deutschland zukünftig mit sehr hohem Qualitätsstandard bei minimalen Durchlaufzeiten umweltschonend hergestellt werden. Der Einsatz der Automationsbox wird die Wettbewerbsfähigkeit von KMU im Zulieferbereich der oben genannten Branchen stärken. Eine Erweiterung des technischen Einsatzfel-des des Verfahrens in Bereiche für große Werkstücke bzw. alternative Zerspanungsprozesse, wie z. B. Schlei-fen und Hohnen, wird angestrebt.

Projektpartner und aufgaben

●● Optik-Elekro Huber GmbH, Mühlacker-EnzbergHersteller metallischer Präzisionsteile: Technologie-analysen, Technologiekonzeption, Prozessvalidie-rung, Verfahrensentwicklung, Anlagenentwicklung, Erprobung und Verwertung

Projekt Fertigungsprozessnahe Reinigung, Kontrolle und Verpackung von kleinvolumigen Werkstücken bei zerspanenden Prozessen (Automationsbox)

Koordination Optik-Elektro Präzisionsartikel Huber GmbHHerr Thilo HuberDorfwiesenstraße 16–1875417 Mühlacker-EnzbergTel.: 07041 9401-11E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 620 Tsd. Euro (davon 371 Tsd. Euro BMBF- Förderung)

Projektlaufzeit 01.04.2017 bis 31.03.2019

Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/automationsbox

Programm Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen

BMBFReferat Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Innovationsförderung; Industrie 4.0

Projektträger Projektträger Karlsruhe (PTKA)

Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Edwin SteinebrunnerTel.: 0721 608-24573E-Mail: [email protected]

Neu entwickelter Reinigungszylinder

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/automationsbox

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/automationsbox




Innovativer Beschichtungsprozess für hochfeine und elastische Textilien (FuncTex)

Hochfeine und elastische Textilien kommen in zahl-reichen Anwendungen, wie z. B. in der Automobilin-dustrie in Türverkleidungen, zum Einsatz. Dabei sind sie hohen thermischen und mechanischen Belastun-gen ausgesetzt. Daher kommen flexible Bänder zum Verstärken von Nähten zum Einsatz. Insbesondere die Automobilindustrie fordert neuartige Technologien, um diese hoch beanspruchten, feinen und elastischen Textilien prozesssicher verwenden zu können. Eine mögliche Lösung verspricht das sogenannte Hotmelt-Verfahren, bei dem Textilien mit Klebstoffen in Form von thermoplastischen Kunststoffen durch ein inno-vatives Schmelzverfahren aufgetragen werden. Dabei sollen diese mit den jeweiligen Materialien im Auto-mobilinnenraum sicher verbunden werden.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts FuncTex ist die Ent-wicklung eines neuartigen Hotmelt-Prozesses und Maschinensystems. Damit kann erstmals das berüh-rungslose, homogene und prozesssichere Beschichten mittels Schmelzverfahren bzw. Funktionalisieren von unterschiedlichen hochfeinen und elastischen Tex tilien mit verschiedenen Beschichtungsmaterialien im indus-triellen Maßstab umgesetzt werden. So soll eine exakte Schichtstärke über die gesamte Warenbreite ermöglicht und die Textilien entsprechend vorbe handelt werden.

Abstimmung Anlagenzeichnung


Technologie und MethodikIm Projekt wird der berührungslose Beschichtungs-prozess mit einer variabel einstellbaren, exakten und spannungsarmen Warenzuführung und -positionie-rung sowie einem sensorgestützten Hotmelt-Sprüh-auftrag entwickelt. Hierzu werden die erforderlichen Sensoriken sowie deren Positionierung erforscht und ein entsprechendes Sensorsystem entwickelt. Während des Prozesses erfolgt die sensorische Messung und Pro-tokollierung der Schichtstärke, um den exakten Sprüh-auftrag zu erzielen. Des Weiteren wird ein optisches Messsystem entwickelt und erprobt, das durch eine automatisierte Anpassung der Zugkräfte die faltenfreie und möglichst dehnungsfreie Zuführung und damit exakte Beschichtung verschiedener Textilien ermög-licht. Hierzu werden entsprechende Berechnungen und praktische Versuche mit unterschiedlichen Textilien durchgeführt.

Anwendung und ErgebnisseDurch den berührungslosen Beschichtungsprozess wird eine reproduzierbare Fertigung sowie eine Ver-besserung der Produkt- und Prozessqualität für be-schichtete Textilien erzielt und die Exaktheit mit dem neuen Auftragsverfahren um 20 Prozent gesteigert. Dieser Prozess soll u. a. zum Beschichten von Textilien für die Herstellung von Nahtabdichtbändern in der Auto mobilindustrie und im Bereich der Wundver-sorgung oder der Schutzausrüstung genutzt werden.


●● Topp Textil GmbH, Durach Textilentwickler: Entwicklung von Systemen und Prozessen für das Hotmelt-Beschichten von Texti-lien im industriellen Maßstab

Projekt Berührungsloser Beschichtungsprozess zur präzisen Funktionalisierung hochfeiner und elastischer Textilien (FuncTex)

Koordination Topp Textil GmbH Herr Dr. Stefan ToppHeubachstraße 487471 Durach Tel.: 0831 56113-50E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/functex




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Claudius NollTel.: 0721 608-24953E-Mail: [email protected]

Hotmelt-Beschichtung in einer Laboranlage

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/functex

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/functex




Textile Oberflächen effektiver veredeln (InfinityCut)

Deutsche Textilhersteller stehen unter Druck, flexibel und bei kleinen Stückgrößen effizient zu produzieren. Die zumeist kleinen und mittelständischen Unterneh-men der Branche sind hierbei gefordert, die einzelnen Schritte in der textilen Fertigungskette entsprechend zu optimieren. Ein wesentlicher Prozessschritt in dieser Kette ist das Scheren. Beim Scheren werden aus einer textilen Oberfläche hervorstehende Faserenden abgeschnitten, wodurch eine gleichmäßige Oberfläche erzeugt und das Erscheinungsbild des textilen Pro-duktes maßgeblich beeinflusst wird. Für das Scheren von textilen Produkten werden spezielle Scherzylinder benötigt. Stand der Technik ist, dass diese Scherzylinder genau auf ein Produkt abgestimmt sind. Ändert sich das Produkt, muss auch der Scherzylinder verändert werden. Das erfordert eine zeitaufwendige Unterbre-chung der Produktion. Bei der Umrüstung entstehen Kosten für Material und Arbeitsaufwand.

Aufgaben und ZieleDas Ziel des KMU-innovativ-Projekts Multicut ist es, einen Scherzylinder zu entwickeln, der ein deutlich breiteres Einsatzspektrum abdeckt. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Arbeitselemente auf dem Scher-zylinder, die sogenannten Scherspiralen, neu entwi-ckelt werden. Bislang weisen die Scherspiralen eine einheitliche Struktur auf. Um das Einsatzspektrum des Scherzylinders zu erweitern, muss die bisherige Struk-tur der Spiralen kontrolliert aufgebrochen werden und dabei in exakt definierten Bereichen zyklisch variieren.

Technologie und MethodikDafür müssen entsprechende Berechnungsmodelle erstellt und auf technische Umsetzbarkeit überprüft werden. Die Herausforderung besteht darin, die Varia-tionsbreiten und die Anordnung so zu wählen, dass beim Einsatz des Scherzylinders keine Fehler in der textilen Ware auftreten können.

Qualitätskontrolle an einem Scherzylinder


Anwendung und ErgebnisseDie angestrebte Einführung von Scherzylindern mit einem verbreiterten Einsatzspektrum bietet den Textilherstellern die Möglichkeit, wiederkehrende kosten- und zeitintensive Umbaumaßnahmen zu minimieren. Damit können die notwendigen Ein-schleifarbeiten nach einem Zylinderwechsel redu-ziert und die Flex i bilität der Produktion gesteigert werden. Die J. Schlenter Production GmbH will dafür die Scherzylinder herstellen und so einen Beitrag zur Stärkung des Produktionsstandortes Deutschland leisten. Ergänzend leistet das Projekt einen Beitrag zur Ressourceneffizienz. Denn der weltweite Ölverbrauch für das Einschleifen in Höhe von circa 1.000 Kubik-meter Öl kann durch den Einsatz der neuen Scher-zylinder deutlich reduziert werden.


●● J. Schlenter Production GmbH, AachenHersteller von Scherzeugen für die Textil- und Lederindustri e: Technologieentwicklung zum Scheren von textilen Stoffen, Steuerungsentwick-lung, Fertigung und Erprobung

Projekt Entwicklung einer innovativen Scherspirale mit gleitendem Hieb für die Bearbeitung von textilen Stoffen und Bodenbelägen mit Polstruktur (InfinityCut)

Koordination J. Schlenter Production GmbH Herr Dipl.-Betriebswirt G. Wiemers Am Gut Wolf 1352070 Aachen Tel.: 0241 505000E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/infinitycut




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Michael PetzoldTel.: 0721 608-31469E-Mail: [email protected]

Versuchsstand mit Laser-Doppler-Anemometer zur Geschwindigkeitsmessung am Einlauf des Fertigungsprozesses

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/infinitycut

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/infinitycut




Hoher Wellpappen-Bedarf erfordert effiziente Produktion (PaRo)

Der stark wachsende Versandhandel führt zu einem hohen Bedarf an Wellpappe-Produkten. Vorteile der Wellpappe sind beispielsweise deren Recyclingfä-higkeit und Stapelbarkeit. Zu deren Herstellung sind hochproduktive und effiziente Verfahren notwendig, in denen Palettenroboter eine Schlüsselrolle einneh-men. Diese stellen an Beladestationen in einer Stunde bis zu 250 Paletten einschließlich Decklagen für den Versand von Wellpappe-Produkten bereit. Paletten-roboter werden im industriellen Alltag pneumatisch gesteuert und angetrieben. Dadurch sind sie von einer schwerfälligen Energieversorgung abhängig und in ihrem Arbeitsbereich eingeschränkt. Zusätzlich sind Pneumatiklösungen störanfällig und wartungsintensiv.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts PaRo ist die Ent-wicklung eines neuartigen Palettenroboters, der rein elektromechanisch arbeitet und so auf eine „geschlepp-te“ Energieversorgung verzichten kann. Der Arbeitsbe-reich wird dadurch wesentlich vergrößert und flexibler.

Die Produktivität, Verfügbarkeit und Energieeffizienz sollen optimiert werden.

Technologie und MethodikDazu werden neuartige elektromechanische Funktions-einheiten entwickelt und erprobt, beispielsweise für das berührungssensitive Greifen, Heben und Absetzen der Paletten. Dafür sind technologische Lösungen zur exakten Lage- und Größenerkennung erforderlich. Für das Sauggreifen von Decklagen wird eine mitfahrende Unterdruckerzeugung entwickelt. Die Koordination der Vorgänge erfolgt durch eine integrierte Steuerung, die drahtlos mit der zentralen Anlagensteuerung kommu-niziert und auf diese Weise einen autonomen Roboter darstellt. Die Funktionseinheiten werden zu einer modularen Gesamtkonstruktion zusammengeführt und durch ein neuartiges transport- und aufbauoptimiertes Schienensystem unterstützt. Durch die Kombination der Maßnahmen können so mehrere Roboter flexibel und hochproduktiv auf einem Schienensystem arbeiten. Das Gesamtsystem wird gebaut, erprobt und optimiert.

Konventioneller Palettenroboter mit pneumatischem Antrieb


Anwendung und ErgebnisseErgebnis dieser Entwicklung ist ein flexibel konfigurier-barer, hochproduktiver und hochverfügbarer Paletten-roboter, der nach Projektende zur Serienreife entwickelt und vermarktet werden kann. In den ersten drei Jahren nach Projektabschluss sollen bis zu 60 derartige Robo-ter in den internationalen Markt eingeführt werden. Kenntnisse über die elektromechanische Rea lisierung der Bewegungsvorgänge werden in einen VDMA-Ar-beitskreis eingebracht, um davon weitere Unternehmen profitieren zu lassen.

Projekt Entwicklung eines neuartigen Palettenroboters für die Wellpappenindustrie (PaRo)

Koordination Dücker conveyor systems GmbH Herr Dipl.-Ing. (FH) Roland Stehr Ernst-Tellering-Straße 13a40764 Langenfeld Tel.: 02173 2805-600E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/paro




Ansprechpartner Frau Dipl.-Wi.-Ing. Heike MenzelTel.: 0721 608-31479E-Mail: [email protected]

Versuchsträger mit rein elektrischen Antrieben


●● Dücker conveyor systems GmbH, Langenfeld Hersteller von Logistikanlagen für die Wellpappen-industrie: Prozessentwicklung und prototypische Demonstration eines Palettenroboters

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/paro

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/paro




Kooperationen zweier produzierender UnternehmenHochreine größenkontrollierte Nanomaterialien (KontiKat)

Der Bedarf an reinsten Nanomaterialien für verschie-dene Anwendungsbereiche, wie in der Medizin oder Katalyse, nimmt stetig zu. Besonders in der Katalyse sind Reinheit und Größenverteilung der Nanopartikel ausschlaggebend für die Qualität des Katalysators. Die Laserablation (Laserverdampfen) in Flüssigkeiten ist eine gängige Methode zur Herstellung von Nano-

partikeln. Dabei wird die Materialoberfläche mit einem Laser bestrahlt und die Nanopartikel von der Ober-fläche abgetragen. Diese weisen jedoch unerwünscht große Größenvariationen auf, und daher muss die Größenselektion in einer nachfolgenden Zentrifuge erfolgen. Die Herausforderung liegt darin, dass die Stähle, aus denen die produktberührenden Teile der

Zentri fuge bestehen, durch die enor-men Fliehkräfte unerwünschte Ionen frei setzen. Dies führt zu einer Verunrei-nigung der Nanopartikel.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts KontiKat ist die Entwicklung einer neuen kontinuierlichen Prozesskette zur Herstellung von nanopartikelbasierten Katalysatoren. Hochreine Nanopartikel vorgegebener Größe sollen dabei durch gepulsten Laserabtrag in reinem Wasser mit anschließender Zentrifugation gewonnen werden.

Technologie und MethodikZunächst wird ein austauschbarer Kunststoffmantel für die Wandungen einer Röhrenzentrifuge entwickelt, welcher eine Kontamination verhindert und den hohen Fliehkräften standhält. Parallel dazu wird die Laserablation in Flüssig keiten im Hinblick auf die Partikelgr ößenverteilung für ein reales Produktionsumfeld optimiert. Durch die Kopplung der beiden Prozessschritte wird eine kontinuierliche Prozesskette zur Herstellung kolloidaler Nanopartikel aufgebaut. Zur Entwicklung eines Ka-talysators werden Partikel unmittelbar nach ihrer Herstellung auf einem Träger-material abgeschieden und anschließend die Katalysatoreigenschaften untersucht.

Kontaminationsfreie kontinuierliche Größentrennung lasergenerierter Nanopartikel mit einer Röhrenzentrifuge


Anwendung und ErgebnisseDie Herstellung von Nanopartikeln mit Lasern in um-weltfreundlichen Lösungsmitteln wie Wasser ermöglicht eine nachhaltige Produktion von hochreinen Kataly-satormaterialien. Die hochreinen Nanopartikel eignen sich für den Einsatz in weiteren Bereichen, wie z. B. der Medizintechnik. Interessierte Unternehmen werden in die Lage versetzt, zukünftig innovative nanopartikel-basierte Systeme am Markt anbieten zu können.


●● Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH, LahrKomponenten- und Anlagenbau: Entwicklung von Kunststoffeinsätzen für kontaminationsfreie Größentrennung in der Röhrenzentrifuge

●● Universität Duisburg-Essen, Technische Chemie, EssenForschungseinrichtung: Größenoptimierung über Zentrifugation, Partikelabscheidung auf katalytische Träger und Charakterisierung

Projekt Kontaminationsfreie Herstellung und Aufbereitung lasergenerierter Nanopartikel in einer kontinuierlichen Prozesskette für die heterogene Katalyse (KontiKat)

Koordination Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH Herr Thomas Vinnay Geroldsecker Vorstadt 6077933 Lahr Tel.: 07821 9249-0E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/kontikat




Ansprechpartner Frau Dipl.-Ing. Martina GöttelTel.: 0721 608-28561E-Mail: [email protected]

Generierung von Nanopartikeln mittels gepulster Laserablation

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/kontikat

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/kontikat




Ätzen von Glasbauteilen auf der Basis reduzierter Salzschmelzen (SaltEtch)

Die optische Fasertechnik ist von stetig wachsender Bedeutung für Kommunikation und Sensorik in Infrastrukturnetzen. Eine wichtige Teiltechnologie zur Herstellung von faseroptischen Komponenten ist das Ätzen von Glasfasern mittels Flusssäure. Dazu müssen hohe Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden, zudem sind die Strukturierungsmöglichkeiten im Mikrometerbereich und die Zuverlässigkeit begrenzt. Ein Qualitätssprung könnte in der Entwicklung eines neuen Herstellverfahrens für geätzte Glasfasern mittels Salzschmelzen liegen, für deren Produktionsprozess derzeit keine Anlagentechnik verfügbar ist.

Aufgaben und ZieleDas Ziel des KMU-innovativ-Projekts SaltEtch ist die Entwicklung einer Anlagentechnik für das Glasätzen mit Salzschmelzen. Der Fokus liegt dabei auf einer flexiblen Prozessführung und einer hohen Genauig-keit für die zu ätzenden Bauteile. Mithilfe des neu zu entwickelnden Verfahrens kann die mechanische und optische Qualität im Vergleich zu herkömmlich geätz-ten Komponenten deutlich gesteigert werden.

Technologie und MethodikZunächst sind die Anforderungen an die Anlagentech-nik zu erarbeiten, wobei von den Projektpartnern auf die verfahrenstechnischen und konstruktiven Rand-bedingungen einzugehen ist. Davon ausgehend werden Komponenten für die Anlagentechnik entwickelt, die

in einem Labormuster zur Validierung des Ätzprozesses münden. Dazu sind verfahrenstechnische Lösungen und konstruktive Ansätze zu testen, die beispielsweise auf die computergestützte Simulation zur Festigkeits-berechnung zurückgreifen. Anhand der erzielten Er-gebnisse erfolgt der Aufbau einer Demonstrator anlage, die die technische Umsetzbarkeit des Prozesses zeigen soll. Mithilfe der darin gewonnenen Erkenntnisse wird das Verfahren für ein industrielles Fertigungskonzept weiter ertüchtigt. Zusätzlich ermöglicht die Kombi-nation der Anlagenperipherie mit unterschiedlichen Ätzkammerkonfigurationen, kundenspezifische Anfor-derungen zu berücksichtigen.

Anwendung und ErgebnisseDer modulare Ansatz ist die Verwertungsgrundlage für die Kommerzialisierung. Erste Anwender sind Faser- und Komponentenhersteller für Fasertechnik. Darüber hinaus können zukünftig auch Anforderungen erfüllt werden, die weit über die glasfasergebundene Daten-kommunikation hinausgehen. So besteht auch Bedarf an KMU-tauglichen Anlagen zum Ätzen und Verfes-tigen von Gläsern. Die Nutzung von reduzierenden Salzschmelzen wird zu einer signifikanten Erhöhung der Qualität und durch das Ersetzen von Flusssäure auch zur Verringerung des sicherheitstechnischen Aufwandes führen.

Im Vergleich: links eine ungeätzte Kieselglasfaser, rechte eine profilgeätzte Kieselglasfaser


Projekt Entwicklung einer modular strukturierten Anlagentechnik für das Glasätzen auf der Basis reduzierender Salzschmelzen (SaltEtch)

Koordination Stühff GmbHHerr Holger H. Stühff Mercatorstraße 5321502 GeesthachtTel.: 04152 8855-950E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 1.138 Tsd. Euro (davon 670 Tsd. Euro BMBF-Förderung)


Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/saltetch


BMBFReferat Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Innova tionsförderung; Industrie 4.0


Ansprechpartner Herr Kai Jenschke, M.Sc.Tel.: 0721 608-23670E-Mail: [email protected]

Faserhalter des Ätzreaktors mit eingespannten Fasern, beleuchtet mit grünem Laser


●● Stühff GmbH, GeesthachtAnlagenbau: Entwicklung der Anlagentechnik, des industriellen Fertigungsprozesses sowie der Prozesssteuerung für die Anlagenperipherie

●● Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, IZM, BerlinForschungseinrichtung: Entwicklung der ver-fahrenstechnischen Grundlagen des Ätzprozesses sowie der modellbasierten Prozesssteuerung

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/saltetch

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/saltetch




Mikrofluidik in ungewohnter Dimension – Miniaturisierung auf dem Vormarsch (VollMikroPharm)

Die Miniaturisierung in der Analytik, der medizini-schen Diagnostik und für Prozesskontrollen im Pro-duktionsprozess ist unter dem Begriff „Lab-on-a-Chip“ inzwischen eine anerkannte Schlüsseltechnologie. Eine stetig steigende Anzahl innovativer Lab-on-a-Chip-Produkte wird am Markt eingeführt, und entsprechen-de Fertigungstechnologien und -kapazitäten müssen erarbeitet und aufgebaut werden. Das weltweite Marktvolumen für diese Produkte wird für das Jahr 2020 mit 5,6 Milliarden Euro prognostiziert, mit einem jährlichen Wachstum von 18 Prozent.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts VollmikroPharm ist die Erarbeitung einer geschlossenen Prozesskette unter Einbeziehung der biologischen Funktionalität für

großformatige mikrofluidische Systeme. Die beson-dere Herausforderung liegt in der designgetreuen Abbildung feinster Mikrostrukturen von nur wenigen Mikrometern in einer Kunststoffplatte über die Größe eines A4-Blattes hinweg. Diese Platte muss zudem mit einem Deckel flüssigkeitsdicht, formgetreu und langzeitstabil verschlossen werden, ohne die feinsten Kanäle zu beeinträchtigen. Einsatzbereich solcher mikrofluidischer Systeme ist die Kontrolle industrieller Herstellungsprozesse, beispielsweise in der Lebens-mittel- oder Pharmaproduktion. Hier muss eine Probe nicht nur hinsichtlich Verunreinigungen untersucht werden, sondern es sind vollständige sogenannte „Standardreihen“ zur korrekten Quantifizierung des Nachweises abzubilden, um den behördlichen Anfor-derungen zu genügen.

Herstellung von mikrofluidischen Produkten


Technologie und MethodikDie Fertigung mikrofluidischer Systeme kombiniert die Ingenieurwissenschaften zur Herstellung der Kunst-stoffbauteile und die Materialwissenschaftler, Chemi-ker und Biologen zur Veränderung von Ober flächen und zur Einbringung der Reagenzien. Notwendige Qualitätsanforderungen setzen sowohl die Erfassung der technischen Parameter als auch die Prüfung der biologischen Funktionalität voraus. Gerade für Pro-dukte mit Anwendungen im medizinischen Bereich ist die Umsetzung eines ganzheitlichen Qualitätsansat-zes, eines sogenannten „Total Quality Managements“, wichtig, um Produktqualität und Fertigungseffizienz garantieren zu können. Die Projektpartner verfügen über das notwendige Fachwissen zur prototypischen Herstellung einer Fertigungslinie sowie deren Erpro-bung und Übertragung in den Produktionsalltag.

Anwendung und ErgebnisseMit dem Aufbau einer prototypischen Fertigungslinie für mikrofluidische Systeme leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag für die Herstellung ultrapräziser hochkomplexer mikrofluidischer Produkte. Mithilfe der Ergebnisse soll die Fähigkeit zur konkurrenzfähi-gen Herstellung derartiger Verbrauchsartikel „made in Germany“ nachgewiesen werden. Die erzielten Ergeb-nisse lassen sich auf weitere mikrofluidische Medizin-produkte übertragen.


●● microfluidic ChipShop GmbH, JenaEntwickler und Hersteller: Konzeption des Demons-tratordesigns, Erarbeitung der Automatisierungs-lösung und Erprobung der Gesamtlösung

●● M2Automation Martin Müller, BerlinEntwickler und Ausrüster: Liquidhandling und Qualitätskontrolle sowie Erprobung der erarbeiteten Technologien

Projekt Vollständige Prozesskette für großformatige mikrofluidische Systeme mit integrierten bio logischen Markern und ganzheitlicher Qualitätskontrolle (VollMikroPharm)

Koordination microfluidic ChipShop GmbHFrau Dr. Claudia GärtnerStockholmer Straße 2007747 JenaTel.: 03641 3470-50E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 1.720 Tsd. Euro (davon 1.032 Tsd. Euro BMBF-Förderung)


Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/vollmikropharm





Beispiele mikrofluidischer Diagnostikprodukte: Chips für Detektion von Tuberkolose, früher HIV-Infektion, und Leberfunktion (von unten nach oben)

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/vollmikropharm

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Kooperationen mehrerer produzierender UnternehmenLaserbasierter 3D-Druck mittels Metalldrähten (3DMetalWire)

Der pulverbasierte 3D-Druck von Metallen zählt zu den additiven Fertigungstechnologien und erlaubt durch seinen schichtweisen und werkzeugfreien Charakter die Herstellung strukturell hochkomplexer Bauteile in kleinen Losgrößen. Diese Fertigungstechnik findet daher Anwendung bei der Herstellung von Leichtbaustruktu-ren, Implantaten und im zahnmedizinischen Bereich. Zeit- und Kostenaufwände für Fertigungsanlagen, Pulverbeschaffung sowie Pulverhandhabung sind sehr hoch, sodass der Einsatz des pulverbasierten 3D-Drucks auf wenige Anwendungen, beispielsweise in der Medizin-technik oder in der Luft- und Raumfahrt, beschränkt ist.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts 3DMetalWire ist eine effektive und effiziente Herstellung additiver Bautei-le mithilfe eines drahtbasierten Verfahrens für den breiten Einsatz im Maschinen- und Automobilbau. Zu diesem Zweck soll ein kompaktes Anlagenkonzept zur Herstellung komplexer metallischer Funktionsbauteile entwickelt werden. Durch die drahtbasierte Fertigung kann auf die arbeitsintensive Pulveraufbereitung und dessen Handhabung verzichtet werden. Zusätzlich ermöglicht das drahtbasierte 3D-Drucken eine ruhige Prozessführung ohne Spritz- und Staubbelastung im Vergleich zum pulverbasierten 3D-Verfahren.

Technologie und MethodikIm Zentrum dieser Neukonzeption steht die Entwick-lung eines kompakten Laserstrahlschweißkopfes mit integrierter koaxialer Drahtführung. Die koaxiale Drahtführung erlaubt dabei ein ri chtungsunabhängiges Auftragen von aufgeschmolzenen Schweißlagen. In Kombination mit einem flexiblen Roboterarm kann der neu konzipierte Schweißkopf zum additiven Aufbau von Bauteilen auf sehr kompaktem Bauraum genutzt werden. Dabei wird neben der Schweißkopfentwicklung auch die Prozessführung zur Verarbeitung dünner Aluminium-drähte kleiner 0,5-Millimeter-Durchmesser erarbeitet. Zu Demonstra tionszwecken sollen in einer Versuchs-anlage Funk tions bauteile für den Maschinenbau her-gestellt und auf Wirtschaftlichkeit geprüft werden.

Laserauftragschweißen mit koaxialer Drahtzufuhr

Anwendung und ErgebnisseBei erfolgreichem Projektabschluss steht ein alternati-ves Fertigungsverfahren zur Herstellung von 3D-Bau-teilen für den hart umkämpften Markt im Maschinen- und Anlagenbau zur Verfügung. Dabei sollen zunächst Sonderlösungen in Kleinserien angeboten werden. Im nächsten Schritt soll die Produktivität durch ein erweitertes Materialspektrum für eine breite Akzep-tanz der additiven Fertigung sorgen. Damit soll dieser Technologiezweig Eingang in die Serienfertigung finden. Auf diese Weise soll die Position Deutschlands als führender Technologie- und Innovationsstandort weiter ausgebaut und gesichert werden.



●● Aconity3D GmbH, AachenStart-up für 3D-Drucktechnologie: Anlagenentwick-lung und Erprobung für den laserbasierten 3D-Druck von Metallen auf Drahtbasis

●● Quality Automation GmbH, StolbergDienstleister: Integration von Automationstechnik und Robotik in Anlagenkonzept für den 3D-Druck von Metallen auf Drahtbasis

●● Innolite GmbH, AachenAnlagenhersteller für Polymer- und Metalloptik: Optikentwicklung für den Drahtschweißkopf

●● Eutect GmbH, DusslingenAusrüster für Löt- und Schweißtechnik: Entwick-lung des Drahtfördersystems für den Schweißkopf

●● Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, ILT, AachenForschungseinrichtung: Prozessentwicklung zum laserbasierten 3D-Druck auf Aluminiumdrahtbasis

Projekt Entwicklung einer Produktionstechnologie zum drahtbasierten 3DDrucken von Metallbauteilen (3DMetalWire)

Koordination Aconity3D GmbH Herr Dr. Yves Hagedorn Steinbachstraße 1552074 Aachen Tel.: 02407 5529-206E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/3dmetalwire




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Mischa LeistnerTel.: 0721 608-31429E-Mail: [email protected]

3DMetalWire-Prototypenanlage für den drahtbasierten Metall-3D-Druck mittels eines Lasers in Kombination mit einem Roboterarm

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/3dmetalwire

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Zuverlässig unter Tage (Bergkette)

Der Abbau von Steinkohle, Erz und Salz erfolgt heute ausschließlich mit voll automatisierten Förderanlagen. Im Steinkohlebergbau besteht das Gesamtsystem aus verschiedenen Abbau- und Transporteinheiten, wie Walzenlader, Kettenkratzerförderer, Brecher und Förderbänder. Diese werden über geregelte elektrische Antriebe mit Frequenzumrichtern, in Kombination

mit Getrieben, bewegt. Während des Abbauprozesses fallen in unterschiedlicher Menge kleine und große Gutbr ocken auf die Transportanlagen. Die lange Förderkette wird unter dieser wechselnden Belastung massiv gestaucht oder gedehnt. Das bedeutet zum einen eine starke mechanische Beanspruchung der Kette, zum anderen führt dies zu hohen Stromspit-zen im Frequenzumrichter. Diese entstehen sowohl beim Beschleunigen der Last als auch bei stoßartigen Bremsvorgängen oder bei kompletter Blockade der Transportanlage.

Walzenlader mit Strebförderer unter Tage

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts Bergkette ist die Entwicklung einer belastungsreduzierenden Regelung für die Förderkette. Bisher eingesetzte Lastausgleichs-regelungen zum Betrieb des Kettenkratzförderers ba-sieren auf vereinfachten Modellen. In diesem Projekt soll mit numerischen Modellen die Mechanik in der

Mehrkörpersimulation untersucht werden. In einer zweiten Simulation des Frequenzumrichters und des Antriebs werden die Regler entworfen.

Technologie und MethodikDie Mehrkörpersimulation erfolgt in Kombination mit der sogenannten Diskrete-Elemente-Methode (DEM). Die Kette als Zugmittel in der DEM abzubilden und so-mit detailliert in der Simulation des Fördervorgangs zu berücksichtigen stellt eine Neuheit dar. Hierbei wird der Ansatz verfolgt, ein Partikelsystem, wie Schütt-gut, als Vielzahl von Einzelkörpern mit vereinfachten


Geometrien abzubilden und für jedes Partikel die Newton’schen Bewegungsgleichungen zu lösen. Die Simulation des Frequenzumrichters und des Antriebs wird mit einer auf leistungselektronische Kompo-nenten spezialisierten Software untersucht. Mithilfe dieser umfassenden Vorgehensweise werden alle für die Regelung relevanten dynamischen Belastungen analysiert, in einem Reglerentwurf simuliert und die entworfenen Algorithmen zur Belastungsreduzierung der Förderk ette in einen bergbauspezifischen Umrich-ter übertragen.

Anwendung und ErgebnisseDurch den Aufbau eines lastnachbildenden Prüfstandes werden die ermittelten Ergebnisse in die Praxis über-führt und evaluiert. Die Reduzierung der Belastung im Antriebsstrang ermöglicht einen materialschonende-ren Betrieb und damit eine höhere Lebensdauer der Anlage. Im Ergebnis treten weniger Ausfälle aufgrund von Reparatur- und Wartungsarbeiten auf. Sowohl Standzeit als auch Produktivität des gesamten Abbau-prozesses im Bergbau werden gesteigert.


●● Breuer-Motoren GmbH & Co. KG, BochumSondermaschinenbau und elektrische Ausrüstung: Umsetzung der Regelung, Aufbau des Demonstra-tors und Erprobung

●● IBAF GmbH, MagdeburgEntwicklungsdienstleister: Prozesssimulation auf Basis der Diskrete-Elemente-Methode, System-auslegung

●● Universität Bremen, Centrum für Mechatronik, BCM, BremenForschungseinrichtung: Schaltungskonzeptent-wicklungen, Simulation von Frequenzumrichtern, komplexe Reglerentwürfe

Projekt Belastungsminimierende Regelung für Fördersysteme im Bergbau (Bergkette)

Koordination Breuer-Motoren GmbH & Co. KG Herr Willi Paasch Rensingstraße 1044807 Bochum Tel.: 0234 90426-74E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/bergkette




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Ulf ZangerTel.: 0721 608-25296E-Mail: [email protected]

Detailansicht eines Kettenkratzförderers

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Integriertes Sensorsystem zur Überwachung des Flechtprozesses (InSensoFlecht)

Der Markt für technische Textilien wächst stetig, dies zeigt sich in der Bedarfsprognose für 2018 mit rund 32 Millionen Tonnen. Sowohl in der Kordel- und Bänderherstellung als auch in der Faserverbund-technik werden Flechtverfahren angewendet. Fer-tigungsbedingt können Fehler während des Flecht-prozesses auftreten, die zum Maschinenstillstand führen. Fehlerraten von bis zu 10 Fehlern pro 100 lau-fende Meter haben Stillstände von bis zu 45 Minuten zur Folge.

Aufgaben und ZieleDas KMU-innovativ-Projekt InSensoFlecht hat das Ziel, diese hohen Stillstandszeiten von Flechtmaschinen deutlich zu reduzieren. Dies soll durch die Entwick-lung eines kontinuierlichen Kontrollsystems erreicht werden, das im Produktionsablauf, insbesondere bei großen Flechtmaschinen, Fehler detektiert und deren Position anzeigt. Dadurch kann die Fehlersuche auf ein Minimum reduziert sowie die Produktivität im Flecht-prozess signifikant erhöht werden.

Technologie und MethodikIm Rahmen des Projekts wird ein umfassendes Kontrollsystem mit in-tegrierter Sensortechnologie für den Flechtprozess konzipiert, erstellt und erprobt. Im Umspulprozess werden Fehler durch optische Sensoren, im eigentlichen Flechtprozess durch mechanische Näherungssensoren an Spulen und Klöppeln erkannt. Mit hilfe von Kraftsensoren an der Maschinenperipherie können weitere Fehler erkannt werden. Basierend auf den gewonnenen Forschungs-ergebnissen werden Abläufe in indus-triellen Flechtprozessen umfassend erprobt und optimiert.

Anwendung und ErgebnisseMithilfe der gewonnenen Ergebnisse soll die Produktivität der Flecht-anlagen um bis zu 45 Prozent gesteigert und die Produktqualität durch Reduk tion der Fehlerursa-chen gleichzeitig erhöht werden. Die Ergebnisse dienen auch zur Nachrüstung für bereits betriebene Anlagen und als Erweiterung für weitere Flecht maschinentypen und -größen. Damit ist der Einstieg in zusätzliche Branchen, wie beispiels-weise in die medizinische Anwen-dung, möglich.

Sensorik zur prädiktiven Erkennung von Flechtfehlern



●● Barthels-Feldhoff GmbH & Co. KG, WuppertalHersteller technischer Textilien: Definition der An-forderungen für einen vollautomatischen Überwa-chungsprozess

●● Körting Nachf. Wilhelm Steeger GmbH & Co. KG, WuppertalHersteller von Flechtmaschinen: Ermitteln der Anlagenanforderungen und deren Evaluierung

●● Gemini Business Solutions GmbH, AachenSystementwickler: Entwicklung und Erprobung der Sensortechnologie

●● Technische Universität München, Lehrstuhl für Carbon Composites, MünchenForschungseinrichtung: Ermittlung von Flechtfeh-lern und Untersuchung von Fehlerentwicklungsstu-fen für unterschiedliche Fasertypen

Projekt Integriertes Sensorsystem zur Überwachung des Flechtprozesses (InSensoFlecht)

Koordination Barthels-Feldhoff GmbH & Co. KG Herr Christoph M. Fahrenbrach Brändströmstraße 9–1142201 Wuppertal Tel.: 0202 64795-55E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 746 Tsd. (davon 444 Tsd. BMBF-Förderung)


Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/insensoflecht




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. (BA) Andreas GässlerTel.: 0721 608-24240E-Mail: [email protected]

Anlage zur Herstellung von Geflechten für die Faserverbundtechnik

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Der Traum vom gesunden Genussmittel (PPK)

Der Röstvorgang von Kaffee ist ein lebensmitteltechno-logischer Prozess mit hoher Wertschöpfung und volks-wirtschaftlicher Bedeutung. Das Handelsvolumen von Röstkaffee in Deutschland beträgt 3,5 Milliarden Euro. Die typischen Aromastoffe entstehen bei einer milden Pyrolyse der grünen Kaffeebohnen bei 250 bis 380 °C. Um den Röstprozess zu erforschen und die Ausbeute an erwünschten Aromastoffen zu optimieren, ist eine verlässliche Online-Prozessanalytik notwendig, die relevante Stoffe und deren Aromen in Echtzeit erfasst.

Aufgaben und ZieleIm KMU-innovativ-Projekt PPK wird eine Online-Prozessmesstechnik auf Basis der Lasermassenspek-trometrie entwickelt, welche molekulare Indikatoren für den Röstgrad, die Aromaqualität und den Gehalt an gesundheitsfördernden Stoffen während des Röst-

prozesses erfasst. Damit kann die Röstung gezielt an gewünschte Aromaprofile angepasst und so die Bildung gesundheitsrelevanter Zielkomponenten begünstigt werden. Darüber hinaus wird für die industrietaugliche Prozessmesstechnik ein Softwarepaket entwickelt, um die online erfassten molekularen Informationen direkt in Prozess- und Produktinformationen zu überführen.

Technologie und MethodikZur Analytik komplexer chemischer Gemische, wie dem Kaffeeröstgas, bedarf es einer selektiven, sensiti-ven und zuverlässigen Messtechnik. Diese Herausfor-derung lässt sich mit schnellen Massen spektrometern, die mit weichen Ionisierungsverfahren arbeiten, lösen. Im Projekt sollen für die Ionisierung Photonen eingesetzt werden, die mit einem speziellen Hoch-frequenzlaser erzeugt werden. Umgebungsgase, wie

Wissenschaftler beim Überwachen des Kaffeeröstprozesses mittels Massenspektrometer


Stickstoff und Sauerstoff, verbleiben nicht ionisiert und bilden dadurch keine Fehlaromen. Dazu wird ein Prozessanalysator entwickelt und in mehreren Mess- und Erprobungskampagnen in kleinen, mittleren und industriellen Röstanlagen erprobt. Die gemessenen molekularen Signale und die prognostizierten Prozess- und Produkteigenschaften werden dabei in Echtzeit untersucht. Zusätzlich sollen verschiedene statistische Verfahren zur Prozessoptimierung des Kaffeeröstens in einem Softwarepaket zur Verfügung gestellt werden.

Anwendung und ErgebnisseDie im Projekt erarbeiteten Ergebnisse werden im industriellen Produktionsumfeld bei dem Kaffee-Groß-produzenten Azul Kaffee (assoziierter Projektpartner) prototypisch demonstriert. Mittel- bis langfristig kann die Online-Echtzeit-Prozesskontrolle auch für viele weitere aromaintensive Prozesse in der Lebensmittel-industrie, wie beispielsweise der Kakaoherstellung oder dem Rösten von Nüssen, von großem Interesse sein.


●● Photonion GmbH, SchwerinMessgeräteentwickler: Spezifikation des Gesamt-konzepts und Entwicklung der Probennahme

●● MLase AG, GermeringAusrüster für Laserprodukte: Entwicklung und Aufbau eines Hochfrequenzlasers für die Röstgas-analytik

●● Universität Rostock, Institut für Chemie, RostockForschungseinrichtung: Chemometrische Analyse, Entwicklung einer Wissensbasis für Röstindikatoren

Projekt Prozessanalyse und steuerung der industriellen Röstung von Lebensmitteln durch Photoionisations massenspektrometrie am Beispiel von Kaffee (PPK)

Koordination Photonion GmbH Herr Dr.-Ing. Andreas Walte Hagenower Straße 7319061 Schwerin Tel.: 0385 3993-288E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/ppk




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. (BA) Andreas GässlerTel.: 0721 608-24240E-Mail: [email protected]

Sensorische Überprüfung des Kaffeeröstprozesses

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Neues Herstellverfahren für Rotorblätter und Kanus (RotoMould)

Die präzise und reproduzierbare Fertigung von lang gestreckten, sehr dünnen Hohlkörpern aus Kunst- oder Verbundwerkstoffen, wie beispielsweise Rotor-blätter, industrielle Kühlsysteme oder auch Kanus für den Wassersport, stellt eine große Herausforderung dar. Diese Hohlkörper werden fast ausschließlich entweder enorm energieaufwendig aus Thermo-

plasten oder mit hohem manuellem Arbeitsaufwand aus Verbund werkstoffen hergestellt. Wegen der unzurei-chenden Material verteilung treten bei Thermoplasten aus Sicherheitsgründen darüber hinaus unnötig dicke Wandstärken auf.

Die vier Phasen des neuen Produktentstehungsprozesses (v.l.n.r.): Bauteilauslegung, Prozessparameter durch neu entwickelte Prozesssimulation, verkürzte reale Versuchsphase, schnelle Markteinführung von Endprodukten (Bsp. Kanu)

Aufgaben und ZieleDas Ziel des KMU-innovativ-Projekts RotoMould ist die Entwicklung und Erprobung eines flexiblen, nachhaltigen und kostengünstigen Verfahrens für die Herstellung von robusten und individualisier baren lang gestreckten Hohlkörpern aus dem Werkstoff

Polyurethan (PUR). Aufgrund der deutlich niedrige-ren Verarbeitungstemperatur von 60 Grad Celsius soll im Vergleich zu bisher verwendeten Materialien eine Energieersparnis von über 98 Prozent erreicht werden. Außerdem ist zu erwarten, dass durch die höhere Fes-tigkeit von Polyurethan eine Materialreduzierung von bis zu 40 Prozent möglich wird.

Technologie und MethodikAusgangsbasis für das Vorhaben bildet das sogenannte Rotationsmoulding-Verfahren, das allerdings bisher nur für den Werkstoff Polyethylen angewendet werden kann. Durch Modifizierung des Verfahrens und die Weiterentwicklung des Materials soll es möglich wer-den, auch Polyurethan zu verarbeiten. Damit kann der Aufwand für den Fertigungsprozess deutlich reduziert werden. Gleichzeitig verbessern sich Produkteigen-schaften, wie höhere Bruchfestigkeit und Temperatur-beständigkeit. Die ersten Anwendungsbeispiele werden Rotorblätter und Kanus sein.


Anwendung und ErgebnisseDas neue Herstellverfahren kann überall zum Einsatz kommen, wo eine automatisierte Massenproduktion von Kunststoffhohlkörpern, speziell mit komplexen und individualisierten Formen, erforderlich ist. Damit eröffnet sich durch das Projekt ein breites branchen-übergreifendes Anwendungsfeld. Das verfahrenstech-nisch qualifizierte Material ist aufgrund der verbesser-ten Eigenschaften außerdem auch für weitere, bislang auf Polyethylen basierende Anwendungen einsetzbar.


●● Lettmann GmbH, MoersHerstellung von Kunststoff-Hohlkörpern, Bootshersteller: Entwicklung und Erprobung des PUR-Rotationsmoulding-Verfahrens

●● Cast:ing Schiedmayer GmbH, BergheimAusrüster im Sondermaschinenbau: Entwicklung ei-ner prototypischen Pilotanlage einschließlich einer flexiblen Prozesssteuerung

●● Altropol Kunststoff GmbH, StockelsdorfKunststoffentwicklung und Produzent: Entwicklung neuartiger Kunststoffe, Erweiterung auf Alternativ-materialien, Entwicklung einer Qualitätssicherungs-methodik

●● Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl für Kunststofftechnologie, LKT, DortmundForschungseinrichtung: Entwicklung von Prüf-methoden für Bauteile und Verfahrensentwicklung und -optimierung, Prozesssimulation

Projekt Flexibles PURRotationsmouldingVerfahren zur Produktion von individualisierten großen, langgestreckten Hohlkörpern (RotoMould)

Koordination Lettmann GmbH Herr Jochen Lettmann Franz-Haniel-Straße 5347443 Moers Tel.: 2841 999289-21E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/rotomould




Ansprechpartner Herr Dr.-Ing. Michael GroßeTel.: 0721 608-25192 E-Mail: [email protected]

Bisheriges Verfahren zur Herstellung von Sportkanus

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/rotomould

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Glatte Oberflächen für 3D-Bauteile (SquisH)

Der Werkzeug- und Formenbau ist ein bedeutender Wirtschaftszweig, welcher komplexe hochpräzise Bau-teile, beispielsweise zur Herstellung von Blechen für die Automobilindustrie, erzeugt. Um die geforderten Ge-nauigkeiten und Oberflächenqualitäten der Formwerk-zeuge zu erreichen, müssen in der Produktion einzelne nacheinander geschaltete Fertigungsschritte durch-laufen werden. Der letzte Fertigungsschritt ist dabei in der Regel ein zeit- und kostenintensiver manueller „Finish“-Prozess zum Polieren der Bauteile. Eine auto-matisierte Finishbearbeitung auf Werkzeugmaschinen ist nur durch komplexe Sonderaufbauten möglich und somit für die Einzelteilfertigung im Werkzeugbau nicht wirtschaftlich interessant.

Aufgaben und ZieleDas KMU-innovativ-Projekt SquisH entwickelt ein neuartiges maschinenintegriertes und automatisiertes

Finishverfahren. Hierzu bedarf es der systematischen Weiterentwicklung von bestehenden Werkzeugkon-zepten sowie der notwendigen Anpassung der Prozess-technologie.

Technologie und MethodikZur Qualifizierung der neu entwickelten Werkzeu-ge werden die prozessseitigen Eingangsgrößen, wie Zustellungen und Drehzahl, hinsichtlich der erzielten Oberflächenqualität untersucht. Im nächsten Schritt sind zur Steigerung der Leistungsfähigkeit angepasste Prozessführungs- und Kühlschmierstrategien zu ent-wickeln. Auf Basis der Erkenntnisse werden Gestal-tungsregeln und Handlungsrichtlinien für die repro-duzierbare Nutzung der Technologie abgeleitet. Zur Erprobung der neu entwickelten Prozesstechnologie sind repräsentative Demonstratoren geplant, wie z. B. Spritzguss- oder Tiefziehwerkzeuge.

Polierbearbeitung von Formwerkzeugen


Anwendung und ErgebnisseDie Erkenntnisse des Projekts befähigen die Unter-nehmen, eine leistungsfähige Prozesstechnologie für das maschinenintegrierte Finish von komplexen dreidimensionalen Formwerkzeugen anzuwenden. Auf Basis der Projektergebnisse wird eine signifikante Verkürzung der bisherigen Fertigungsprozesskette zur Herstellung von Formwerkzeugen von 20 Prozent erwartet. Aufgrund der verbesserten Oberflächen-qualität können die Instandhaltungsaufwände für die Formwerkzeuge um 30 Prozent reduziert werden. Eine Verwertung in weiteren Branchen, wie z. B. dem Turbomaschinenbau oder der Medizinaltechnik, wird angestrebt.


●● ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH, Königsbach-SteinWerkzeughersteller: Entwicklung von Werkzeugen mit großer Schneidkantenverrundung

●● Mössner GmbH, PforzheimDiamantwerkzeughersteller: Entwicklung von Werkzeugen mit Drückdiamanten

●● Klaucke & Meigies Formenbau GmbH, LüdenscheidEndanwender im Werkzeugbau: Prozessentwicklung und Herstellung von Demonstratorbauteilen

●● Heinz Schwarz GmbH & Co. KG, Preußisch Oldendorf Endanwender im Werkzeugbau: Entwicklung von Kühlschmierstoffstrategien und Herstellung von Demonstratorbauteilen

●● Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, IPT, AachenForschungseinrichtung: Systematische Werkzeug- und Prozessentwicklung der Finishtechnologie

Projekt Entwicklung innovativer Werkzeug und Prozesstechnologie für das maschinenintegrierte Oberflächenfinish komplexer 3DBauteile (SquisH)

Koordination ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbHHerr Thilo HutmacherBenzstraße 275203 Königsbach-Stein Tel.: 07232 3022-197E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 1.120 Tsd. Euro (davon ca. 654 Tsd. Euro BMBF-Förderung)


Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/squish





Roboterbasiertes Polieren von dreidimensionalen Werkzeugformen

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Projektporträts der 4. Auswahlrunde mit Laufzeit 2017 bis 2019

Einzelprojekte produzierender UnternehmenDigitalisiert produzieren – real wachsen (digiPLANT)

Zunehmend werden Zier- und Nutzpflanzen unter sterilen Bedingungen als Klone über Gewebekultur produziert, um die züchterisch gewünschten Eigen-schaften für jede einzelne Pflanze sicherzustellen. Mit dieser vegetativen Teilung der Pflanzen in einzelne Segmente werden definierte Merkmale, wie Farbe, Größe oder auch Wirkstoffgehalt und Resistenzen, auf alle Nachkommen übertragen. Die Vermehrung von Pflanzen in vitro, also „im Reagenzglas“, ist dabei eine der Schlüsselkompetenzen. Traditionell wird die Klonierung in sterilen Werkbänken mit Skalpell und Pinzette unter hohem manuellem Aufwand durchge-führt.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts digiPLANT ist es, die bislang ausschließlich manuelle Bearbeitung durch eine automatisierte Produktion zu ersetzen. Den Kern der Forschungsarbeiten bildet dabei eine bildtechni-sche Verarbeitung, in der eine automatische Erkennung und Verarbeitung der einzelnen Segmente jeder Pflan-ze erfolgt. Da die Automation in einer Reinraumzelle erfolgt, wird die Gefahr des manuellen Eintrags von Keimen minimiert. Diese Automatisierung ermög-licht die marktkonforme Produktion von weitgehend homogenen Pflanzen mit definierten Eigenschaften in den benötigten Stückzahlen.

Automatisierte Bearbeitung von In-vitro-Pflanzen


Technologie und MethodikIm Zentrum dieses Forschungsprojekts steht die Digitalisierung von 3 bis 4 cm großen Objekten mit vollständiger 3D-Simulation. Dabei wird die Pflanze mit mehreren Kameras abgebildet und die erhaltenen Bilder zu einem vollständigen, digitalen 3D-Modell verrechnet. Im weiteren Prozess werden die einzelnen Segmente der Pflanze bestimmt. Die dann berechneten Schnitte folgen organisch der Trennungslinie der Seg-mente, womit ein ungewolltes Zerteilen von Pflanzen-segmenten ausgeschlossen werden kann. Somit wird eine maximale Vermehrungsrate der Pflanzen in der Teilung erreicht.

Anwendung und ErgebnisseDie zu entwickelnde Methode ermöglicht die kunden- und marktgerechte Produktion von eigenschaftsiden-tischen Pflanzen in besonderer Qualität und Güte am Standort Deutschland. Sie bedient damit den bioöko-nomischen Nachfragemarkt für pflanzliche Rohstoffe. Weiterführend kann die Methode der Digitalisierung zur echten 3D-Analyse im unteren Zentimeterbereich für diverse Pflanzenarten angepasst und eine Vermark-tung kompletter Produktionszellen geprüft werden.


●● Bock Bio Science GmbH, BremenProduzent und Dienstleister im pflanzlichen Bereich: Automatisierung in der In-vitro-Produktion mit der Entwicklung einer 3D-Bilderkennung zur Pflanzen-segmentierung

Projekt 3DPflanzendigitalisierung zur automatisierten InvitroProduktion (digiPLANT)

Koordination Bock Bio Science GmbHHerr Dr. Adrian LeuButendieker Landstraße 49 A28357 BremenTel.: 0421 27868-824E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/digiplant





Produktionshalle für Phalaenopsis-Orchideen-Stecklinge

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Beleuchtung in neuer Gestalt (OLEDautoflex)

Organische Leuchtdioden (OLED) erobern mehr und mehr Massenmärkte, wie Smartphone-Displays und Fernsehgeräte. Durch die Initiative „OLED 2015“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) sind auch in Deutschland die Voraussetzungen entstanden, um energieeffiziente OLED für die Be-leuchtung zu produzieren und anzuwenden. Insbe-

sondere flexible OLED besitzen durch ihre sehr dünne Bauform und flächenhafte, homogene Lichtabstrah-lung Alleinstellungsmerkmale. Die Weiterverarbeitung der auf Bögen oder als Rolle vorliegenden empfind-lichen und schwer zu handhabenden Roh-OLED zu Leuchtmodulen erfordert anspruchsvolle Fertigungs-prozesse mit einem hohen Automatisierungsgrad. Nur so lassen sich die OLED-Produkte, wie beispielsweise Leuchten im Automobil oder für das heimische Wohn-zimmer, wettbewerbsfähig produzieren.

Montage- und Prüflinie für Bare-Level-OLED

Aufgaben und ZieleIm KMU-innovativ-Projekt OLEDautoflex wird eine Demonstrationsanlage für die Weiterverarbeitung von ultradünnen, energieeffizienten OLED zu gebogenen OLED-Modulen mit integrierter Treiberelektronik als Demonstratorprodukt entwickelt. Die Herausforde-rungen liegen dabei insbesondere in der sehr sensiblen

Handhabung des lediglich 0,1 mm dicken Leuchtmit-tels, der Verbindung starrer Komponenten mit flexib-len OLED und der Sicherung einer hohen und zuver-lässigen Qualität.

Technologie und MethodikEs werden die wesentlichen Prozesse und Fertigungs-technologien der Montage-, Verbindungs- und Prüf-technik für eine automatisierte OLED-Fertigung ent wickelt, evaluiert und an die Aufgabenstellung angepasst. Für die Qualitätssicherung kommt eine anspruchsvolle Bildverarbeitung zum Einsatz. Diese


Technologie ist für die in der Automobilindustrie übli-che Serienherstellung zu ertüchtigen. Dazu sind Funk-tionsmodelle für den Fertigungsprozess zu entwickeln. Schließlich münden die gewonnenen Erkenntnisse als prototypische Umsetzung in ein virtuelles Produk-tionskonzept auf Basis eines 3D-Modulbaukastens.

Anwendung und ErgebnisseDer Automatisierungsgrad der Produktion kann dabei entsprechend dem Kundenwunsch bezüglich der zu fertigenden Stückzahlen, der Flexibilität der Produk-tionsanlage sowie der technischen Ausführungsform der angefragten OLED-Komplettmodule ausgerichtet werden. Damit lassen sich Aufwendungen für Proto-typen, wie z. B. für Voruntersuchungen und vorgelager-te Tests, entscheidend verringern. Die Verwertung der Projektergebnisse wird durch die direkte Einbeziehung international agierender Hersteller von OLED und ei-nes namhaften Anwenders bereits in der Projektphase wesentlich unterstützt.


●● automation Uhr GmbH, ReichenbachSondermaschinenbau und Automatisierung: Konzeptentwicklung zur OLED-Produktion und dessen prototypische Umsetzung

Projekt Automatisierungsvarianten für die Backendfertigung von flexiblen OLEDBeleuchtungsmodulen (OLEDautoflex)

Koordination automation Uhr GmbHHerr Frank UhrHolzlandstraße 407629 ReichenbachTel.: 036601 7470E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/oledautoflex




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Ulf ZangerTel.: 0721 608-25296E-Mail: [email protected]

Ein mögliches Endprodukt der zukünftigen Produktionsanlage: flexible OLED

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Veredelte Kunststoffprodukte für die Medizintechnik (PRIMA17)

Rohrrohlinge, sogenannte Halbzeuge, aus Kunststoff-materialien stellen die Basis zur Herstellung zahlreicher Produkte dar. So werden im Bereich der Medizintech-nik daraus z. B. bioresorbierbare Gefäßimplantate und Katheterkomponenten sowie Herzklappenrahmen her-gestellt. Die Rohlinge dafür werden größtenteils mittels sogenannter Extrusion, bei der dickflüssige Kunststoff-masse unter Druck kontinuierlich aus einer formgeben-den Düse herausgepresst wird, gefertigt. Diese werden für den medizinischen Einsatz weiterveredelt. Weltweit fordern Medizinproduktehersteller Technologien zur Herstellung von Rohrhalbzeugen mit präzisen Abmes-sungen und geringen Lösemittelrestgehalten. Weiterhin sollen die derzeit mittels eines separaten Veredelungs-schrittes zusätzlich aufgeprägten Eigenschaften bereits während der Halbzeugherstellung eingebracht werden.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts PRIMA17 ist die Entwicklung einer neuartigen Prozessabfolge mit

dazugehörigem Maschinensystem zur Herstellung von Rohrhalbzeugen höchster Präzision. Die Kunststoff-halbzeuge sollen zukünftig individuell und im indus-triellen Maßstab gefertigt werden.

Technologie und MethodikAufgabe des Projekts ist die Ausgestaltung einer neu-artigen Prozessabfolge, die aus mehreren Herstellungs-schritten besteht. Zunächst soll ein kombinierter Spinn- und Wickelprozess einen Rohling mit kontrollierter Materialzusammensetzung erzeugen. Im Anschluss wird dieser Rohling präzise geprüft und für den nächsten Verarbeitungsschritt vorbereitet. Das neue Rohrhalbzeug entsteht im darauffolgenden Verschmelzungsprozess, der unter exakter Atmosphären- und Temperaturrege-lung erfolgt. Dadurch wird der Kunststoff vor thermi-scher Schädigung geschützt und auf exakte Material-kennwerte eingestellt. Im Rahmen des Projekts wird das neue Maschinensystem mit integrierter Prozessabf olge prototypisch entwickelt und evaluiert.

Überwachung der Temperaturbehandlung zur Erzeugung spezifischer Materialeigenschaften


Projekt Präzises Rohrherstellungsverfahren in medizintechnischen Applikationen mit Materialgradienten (PRIMA17)

Koordination MeKo Laserstrahl-Materialbearbeitungen e.K.Herr Jakob DohseIm Kirchenfelde 12–1431157 SarstedtTel.: 05066 7079-35E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/prima17





Mittels Laserstrahlschneiden aus einem Rohrrohling hergestellter Polymerstent für den medizinischen Einsatz

Anwendung und ErgebnisseDurch den innovativen Produktionsprozess können Rohrhalbzeuge erstmals als Vorprodukt anwendungs-spezifisch und individuell gefertigt werden. Zukünftig ist die Herstellung hochpräzise gefertigter Rohrhalb-zeuge mit einer Vielzahl verschiedener Materialkom-binationen mit unterschiedlichen axialen und radialen Verläufen möglich. Damit lassen sich medizinische Systeme, wie Stents oder Katheter, mit verbesserten Eigenschaften produzieren.


●● MeKo Laserstrahl-Materialbearbeitungen e. K., SarstedtUnternehmen für Lasermaterialbearbeitung: Ent-wicklung eines Systems und eines Verfahrens für die präzise Rohrherstellung im industriellen Maßstab

https://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/prima17

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Kooperationen zweier produzierender UnternehmenFlexibel einsetzbare Roboterzellen für den Mittelstand (CAMiROB)

Die Automatisierung der Produktion birgt besonders für den deutschen Mittelstand große Chancen, die weltweite Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Dieses Potenzial steckt vor allem in der Nachbearbeitung von komplexen Gussbauteilen. Im Gießprozess entstehen bei jedem Gussteil unregelmäßige, unterschiedliche und überschüssige Materialansammlungen, welche entfernt werden müssen. Viele der dabei notwendigen Arbeiten werden aufgrund der hohen Auftragsschwan-kungen manuell durchgeführt, da der Programmier-aufwand von maschinellen Bearbeitungszentren meist zu zeitintensiv und teuer ist. Eine neuartige Lösung stellen robotergestützte Bearbeitungszellen dar. Aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Anschaf-

fungskosten gegenüber großen Bearbeitungszentren bieten diese eine bislang nicht beachtete Chance für den Mittelstand. Jedoch ist deren Programmierung für Kleinserien und individuelle Produkte zu aufwendig.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts CAMiROB ist es, die Steuerung und Programmierung von Roboterzellen zu vereinfachen und zu beschleunigen. Hierzu wird eine IT-Lösung entwickelt, welche den digitalisierten Pro-duktionsprozess bis hin zur Robotersteuerung umfasst. Damit werden KMU in die Lage versetzt, Roboterzellen kostengünstig für die Nachbearbeitung von Gussbau-teilen einzusetzen.

Gussteile-Nachbearbeitung in einer Roboterzelle mit automatisierter CAD-/CAM-Anbindung


Technologie und MethodikIm Rahmen des Vorhabens wird eine standardisierte Schnittstelle zwischen CAD (computer-aided design) und CAM (computer-aided manufacturing) entwickelt, welche es ermöglicht, Roboter unterschiedlicher Her-steller an das System anzudocken, zu programmieren und zu steuern. Durch ein integriertes CAM-System werden aus den 3D-Modellen automatisiert Bewegungs-daten für die Roboter abgeleitet und in die jeweils benötigten Bewegungsabläufe, sogenannte NC-Codes, konvertiert. Mithilfe eines integrierten Anforderungs- und Wissensmanagements werden Technologieparame-ter, die für die Erstellung der NC-Codes notwendig sind, automatisiert abgeleitet. Abschließend wird zur Steige-rung der Robustheit des Herstellprozesses eine optische Messmethode zur Online-Bahnkorrektur integriert.

Anwendung und ErgebnisseVor allem KMU werden durch diese Lösung befähigt, flexibel auf schwankende Auftragszahlen zu reagieren und selbst bei der Losgröße eins kosteneffizient zu produzieren. Die Ergebnisse sind im Maschinenbau breit anwendbar.


●● Arnold IT Systems GmbH & Co. KG, FreiburgSystemhaus & Software-Entwicklung: Automatische Generierung von Produktionsdaten und Integration in eine Wissensbasis

●● Kautenburger GmbH, Merzig-BrotdorfSondermaschinen- und Anlagenbau: Hersteller-unabhängige Programmierung von Roboterzellen mit Echtzeitregelung

Projekt Entwicklung eines KMUgerechten CAMintegrierten Leit und Steuersystems für Robotikbetriebene Bearbeitungszellen (CAMiROB)

Koordination Arnold IT Systems GmbH & Co. KGHerr Marco ArnoldTullastraße 7079108 FreiburgTel.: 0761 50363-710E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/camirob





Gussteile-Nachbearbeitung eines Motorblocks in einer Roboterzelle

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Sägeblätter lange und effizient nutzen (SmartBandsaw)

Holz ist ein inhomogener Werkstoff: Schon innerhalb eines einzelnen Stammes weist das Kernholz deutlich andere Eigenschaften auf als das Splintholz. Zwischen verschiedenen Holzarten sind die Unterschiede in Härte, Anzahl der Äste oder im Harzgehalt erheblich größer. Dadurch unterliegen die Maschinen und Werkzeuge für Holzbearbeitung stark schwankenden Belastungen. Es gilt jedoch, immer gleichbleibende Qualität zu produzie-

ren. Das Bandsägen als ein wichtiger Bearbeitungsschritt ist maßgeblich abhängig vom Zustand des Sägebandes. Ein verschlissenes Sägeband mit stumpfen Zähnen verläuft im Schnitt, und es kommt zu Ausschuss. Ein vorsorglich vorgenommener vorzeitiger Austausch des Sägebandes ist unwirtschaftlich.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts SmartBandsaw ist es, durch eine intelligente Überwachung des Verschleißes der Sägebänder eine möglichst genaue Vorhersage über die verbleibende Standzeit zu treffen.

Bandsägeschnitt

Technologie und MethodikIm Rahmen des Vorhabens werden die zum Sägen relevanten Parameter bestimmt, gewichtet und tech-nische Lösungen zu deren Erfassung erarbeitet und implementiert. Der wichtigste Punkt ist die Entwick-lung von intelligenten Auswerte- und Lernalgorith-men, die in der Lage sind, aus der umfangreichen Menge gesammelter Messwerte den aktuellen Zustand

zu bestimmen. Daraus ist der weitere Verlauf des Sägebandverschleißes abzuleiten, damit es möglich wird, die Sägebänder genau bis zum Erreichen der Verschleißgrenze zu nutzen. Durch diese Lösung wird die Standzeit der Werkzeuge optimal ausgenutzt und gleichzeitig das Risiko von Ausfall oder Ausschuss minimiert. Zusätzlich können so dünnere Sägebänder eingesetzt werden, die durch den schmaleren Schnitt weniger Verlust am Material verursachen.


Projekt OnlineÜberwachung des Verschleißgrades von Bandsägen für die Holzbearbeitung (SmartBandsaw)

Koordination Simon Möhringer Anlagenbau GmbHHerr Dr.-Ing. Stefan MöhringerIndustriestraße 197353 WiesentheidTel.: 09383 950-29E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/smartbandsaw




Ansprechpartner Herr Dr.-Ing. Michael GroßeTel.: 0721 608-25192E-Mail: [email protected]

Präzisionsblattführung

Anwendung und ErgebnisseBei erfolgreicher Umsetzung kommt es zu einer effizienten Nutzung der Werkzeuge und zu weniger Verschnitt. Damit werden die Kosten sowohl bei den Werkzeugen als auch beim Werkstoff reduziert. Auf dieser Basis entsteht ein neues Geschäftsmodell für produktbegleitende Dienstleistungen: Zusätzlich zum Schärfen der Sägeblätter kann gemeinsam mit einem Dienstleister ein integrierter Werkzeug-Vollservice angeboten werden.


●● Simon Möhringer Anlagenbau GmbH, WiesentheidMaschinen- und Anlagenhersteller für die Holzver-arbeitung: Sägetechnologie und Automatisierung

●● Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik, IEM, PaderbornForschungseinrichtung: Verfahrensentwicklung und Erarbeitung von selbstlernenden Algorithmen

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„Strahlen as a Service“ als neues Geschäftsmodell (Strahlen40)

Strahltechnik für technische Oberflächen gewinnt durch steigende Anforderungen an die Funktionalität und Ästhetik der Oberflächen zunehmend an Bedeu-tung. Mit einem speziell auf die jeweiligen Anforderun-gen angepassten Strahlmittel lässt sich die gewünschte Beschaffenheit technischer Oberflächen, wie Reinheit, Glätte, Glanz oder Härte, gezielt einstellen. Für die meisten Anwender in der Produktion sind Strahl-mittel reine Hilfsstoffe. Eine fundierte Betrachtung des technischen und wirtschaftlichen Nutzens des Prozesses findet nicht statt. Dabei hängt die resultie-rende Oberflächenqualität wesentlich von der Stabilität des Strahlprozesses und der Qualität des eingesetzten Strahlmittels ab. Einen Erfolg versprechenden Ansatz stellt eine intensivere Zusammenarbeit zwischen Strahlmittelhersteller und Anwender dar. Der Strahl-mittelhersteller bringt dazu zukünftig neue Analyse- und Optimierungsdienste für die wesentlichen Para-meter des Strahlprozesses ein, der Anwender kann damit qualitativ hochwertigere Ergebnisse erzielen. Dafür gilt es, ein technisch-ökonomisches Konzept zur Analyse der Strahlprozessdaten beim Anwender sowie einen Baukasten geeigneter Dienstleistungen für unterschiedliche Kundenansprüche zu entwickeln und zu erproben.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts Strahlen40 ist die Entwicklung eines daten- und servicebasierten Geschäftsmodells, das den Anwendern einen stabi-len Strahlprozess mit definierter Oberflächenqualität garantiert. Dazu wird ein Baukasten modular kom-binierbarer Dienste konfiguriert, den Kunden jeweils eine spezifisch konfigurierte Auswahl als hochwertiges Leistungsbündel angeboten und gemeinsam validiert.

Technologie und MethodikDafür wird ein innovatives System zur Datenerfassung und -analyse des Strahlprozesses entwickelt und bei ausgewählten Referenzkunden erprobt. Mit dieser Vorgehensweise werden die wesentlichen Kriterien zur Verbesserung des technischen Nutzens berücksich-tigt. Flankierend wird ein tragfähiges Konzept für die Berechnung des Kundennutzens und der Wirtschaft-lichkeitseffekte eines servicebasierten Strahlprozesses erarbeitet. Damit können weitere Verbesserungen, wie etwa die Senkung des Energieverbrauchs, Vermeidung von Abfall, Verringerung von Instandhaltungsk osten, weniger Staub und Emissionen sowie geringere Be-lastungen am Arbeitsplatz, ermittelt und realisiert werden.

Das Strahlen von Werkstücken trägt maßgeblich zur Verbesserung von Produkteigenschaften bei.

Datenbasierte Analyse und Überwachung des Strahlprozesses


Anwendung und ErgebnisseAus den Gesamtergebnissen können übertragbare Einsatzszenarien des modularen Baukastens daten-basierter Dienste für verschiedene Gruppen industriel-ler Anwender abgeleitet und beschrieben werden. Der übertragbar konzipierte Baukasten wird nach Projekt-ende durch interessierte Hersteller von Verbrauchs-materialien genutzt und adaptiert. Die Grundprinzi pien der konzeptionellen und informationstechnischen Lösungen werden als Methodenübersichten online verfügbar gemacht und die generalisierbaren Anwen-dungserfahrungen in einem Praxisleitfaden aufbereitet.


●● Eisenwerk Würth GmbH, Bad FriedrichshallStrahlmittelhersteller: Kundenworkshops, Wirt-schaftlichkeitsanalysen bei Referenzkunden, Instal-lation eines Datenerfassungssystems im Strahlpro-zess der Kunden, Datenanalysen, Entwicklung von Diensten für neue Geschäftsmodelle

●● Hochschule Karlsruhe, Institut für Lernen und Innovation in Netzwerken, ILIN, KarlsruheForschungseinrichtung: Modell erweiterter techno-logischer und wirtschaftlicher Kenngrößen für den Strahlprozess, Konzeption eines Baukastensystems datenbasierter Dienste für neue Geschäftsmodelle, Workshops, Interviews, Telefonbefragungen

Projekt Daten und servicebasiertes Geschäftsmodell für einen smarten Strahlprozess (Strahlen40)

Koordination Eisenwerk Würth GmbHHerr Joachim ViandenJulius-Würth-Straße 1–374177 Bad FriedrichshallTel.: 07136 9898-21E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/strahlen40





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Kooperationen mehrerer produzierender Unternehmen Umweltfreundlicher Pflanzenschutz durch automatisierte Stamminjektion (AutoInjekt)

In der Landwirtschaft werden weltweit große Mengen Pflanzenschutzmittel (PSM) versprüht. Im Obstbau sind jährlich bis zu 15 Behandlungen nötig, um die gewünschte Qualität und die Erträge zu sichern. Die eingesetzten Pflanzenschutzmittel werden dabei über Düsen fein zerstäubt und auf die Blätter übertragen. Große Teile gelangen hierbei unkontrolliert in die Um-welt und werden beispielsweise durch Wind auf Böden, Gewässer und nicht landwirtschaftliche Flächen verweht. Dort schädigen sie die vorhandenen Pflanzen und Tiere und belasten die Umwelt. Im Frühjahr, bei geringer Belaubung, kann dieser Verlust bis zu 80 Pro-zent betragen. Durch eine direkte Injektion der PSM in die natürlichen Leitungsbahnen der Pflanze unter der Rinde lässt sich dies nahezu vollständig verhindern, gleichzeitig reduziert sich die notwendige Menge. Das Verfahren der Stamminjektion ist jedoch langsam und personell aufwendig, weshalb es derzeit nicht im Erwerbsobstbau eingesetzt wird.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts AutoInjekt ist, den Prozess der Stamminjektion zu automatisieren, sodass eine selbsttätige Behandlung ganzer Obstflächen möglich ist. Hierzu wird ein selbstständig agierender elektri scher Fahrroboter eingesetzt, der eigenstän-dig durch die Obstanlagen fährt, die Baumstämme automatisch erkennt und die Injektion selbsttätig durchführt. Durch einen elektrischen Antrieb und die Aufladung an Solarstationen ist zudem neben der PSM-Einsparung auch eine CO2-Ersparnis möglich.

Technologie und MethodikNeben der Erforschung optimal geeigneter PSM-Mi-schungen, die eine Vielzahl relevanter Pflanzenkrank-heiten abdecken sollen, steht vor allem die Entwicklung eines automatischen Injektionssystems im Vorder-grund. An einen elektrisch betriebenen, GPS-gesteuer-ten Fahr roboter werden Sensorsysteme zur Fahrspur-,

Hindernis- und Stammerkennung implementiert. Darüber hinaus wird ein zu entwickelnder Greifarm mithilfe einer geeigneten Bilderkennung an den Stamm herangebracht und zur Injek tion sicher justiert. Um eine schnelle und verlustfreie Injektion zu gewährleisten, muss die gesamte Gerätegeometrie an die Anforderungen angepasst werden. Über eine optimierte Mechanik werden die Injektoren schonend bis an die Leit-bahnen sanft ins Holz eingepresst, von wo aus die injizierten Mittel durch den Saftstrom automatisch in der gesamten Pflanze verteilt werden. Ein Austritt der PSM in die Umwelt wird damit ausge-schlossen. Die Prüfung des Verfahrens erfolgt praxisnah auf Obstanbauflächen. Das Verfahren wird für alle verholzten Pflanzen geeignet sein, die in Plantagen-form angebaut werden, wie z. B. Obst, Wein und Baumschulen.Farbinjektion mit Nadelprototyp zur Darstellung des Aufnahmeverhaltens durch den Baum


Projekt Automatischer, elektrischer Stammapplikator zur Reduktion der Pflanzenschutzmittel und CO2Emissionen im Obstbau (AutoInjekt)

Koordination Seibert Gerätebau GmbHHerr Sascha SeibertMühlstraße 1976889 BarbelrothTel.: 06343-2139E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/autoinjekt





Herstellung von Gerätekomponenten für den neuartigen Fahrroboter

Anwendung und ErgebnisseMit dem neu zu entwickelnden automatischen Stamm-applikator wird ein präziser, schneller und umwelt-schonender Pflanzenschutz im Obstbau erreicht. Die Zahl der notwendigen Pflanzenschutzmaßnamen wird auf eine pro Jahr reduziert. Die dabei notwendige Men-ge an Pflanzenschutzmitteln wird deutlich verringert, und die Belastung der Umwelt sowie der CO2-Ausstoß werden minimiert.


●● Seibert Gerätebau GmbH, BarbelrothHersteller von Weinbautechnik: Entwicklung der Injektoren

●● Clemens GmbH & Co. KG, WittlichHersteller von Weinbau- und Obstbautechnik: Ein-bindung eines automatischen Fahrroboters, einer Sensortechnik und der Injektoreinheiten

●● RLP AgroScience GmbH, Neustadt an der WeinstraßeAgrar-Forschungsinstitut: Entwicklung von An-wendungslösungen und Test der Prototypen

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Den digitalen Wandel proaktiv und dauerhaft gestalten (KMUdigital)

Die Chancen und neuen Möglichkeiten des digitalen Wandels werden in kleinen und mittleren Unterneh-men (KMU) bisher nur bedingt genutzt. Mangelndes Know-how, geringe Veränderungsbereitschaft, hoher Qualifizierungsaufwand und fehlende Grundlagen für die Übertragung geeigneter technischer Lösungen sind neben finanziellen Einschränkungen die Hauptgründe für die zögerliche Auseinandersetzung der KMU mit Industrie 4.0. So werden digitaler Wandel und Industrie 4.0 eher als Thema für die Managementebene als für die Mitarbeiter der Produktion gesehen. Gerade auf Mitarbeiterebene stehen die Menschen dem Thema unsicher und eher abwartend gegenüber. Notwendig sind geeignete Konzepte zur Etablierung eines gesun-den Umgangs mit der digitalisierten Arbeitswelt.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts KMUdigital ist die be-wusste Auseinandersetzung mit dem digitalen Wandel im Rahmen von Arbeit und Industrie 4.0 in KMU. Für KMU werden eine systematische Vorgehensweise und

entsprechende Werkzeuge entwickelt, mittels derer die Unternehmen den eigenen Wandel von innen heraus selbst gestalten können.

Technologie und MethodikAnhand von konkreten Digitalisierungsprojekten wird die Veränderungsfähigkeit der gesamten Organisation in drei produzierenden Unternehmen erprobt und mit einer digitalen Plattform unterstützt. Letztere umfasst digitale Lernmethoden, multimediale Kommunikati-onsinstrumente und eine vernetzte Projektsteuerung. Ein Ausbildungsprogramm zur inhaltlichen Qualifizie-rung und Veränderungsfähigkeit von Mitarbeitern und Führungskräften wird zusätzlich entwickelt. Parallel dazu werden KMU-interne Betreuer ausgebildet, wel-che die unternehmensinternen Digitalisierungsprojek-te gemeinsam mit Projektteams umsetzen. Angestrebte Digitalisierungsprojekte sind z. B. ein elektronisches Dokumentenmanagement in Verbindung mit der Digitalisierung von Prozessen, ein digitaler Entwick-lungsprozess von der Zeichnung bis zur Stückliste oder

Digitaler Prüfprozess in der Elektronikentwicklung


die digitale Führung. Im Rahmen des Projekts sind die Ausbildungsprogramme der beteiligten Projektpartner miteinander verbunden, sodass die Mitarbeiter durch überbetrieblichen Austausch und kreative Vernetzung lernen.

Anwendung und ErgebnisseDas Projekt gibt Unternehmen greifbare Instrumente an die Hand, die als Selbstläufer im Unternehmen wir-ken, um den anstehenden digitalen Wandel proaktiv zu gestalten. Durch deren Anwendung werden die Mitarbeiter gezielt qualifiziert und ihre Veränderungs-bereitschaft gefördert. Die digitale Plattform sowie die entwickelten Inhalte werden für produzierende Firmen über IHK-Informationsveranstaltungen, Unterneh-mensnetzwerke und Branchenverbände zugänglich gemacht.


●● WDT Werner Dosiertechnik GmbH & Co. KG, WertingenEntwickler und Hersteller von Mess-, Regeltechnik: Entwicklungsanwendung für die elektronische Archivierung

●● Bauer Maschinen und Technologie GmbH & Co. KG, WeilheimHersteller von Maschinen und Anlagen: Proto-typische digitalisierte Umsetzung

●● Laupheimer Kokosweberei GmbH & Co. KG, LaupheimHersteller von Autoteppichen: Anwendungsorien-tierte Umsetzung

●● blink.it GmbH & Co. KG, DarmstadtIT-Anbieter von digitalen Lernplattformen für Unternehmen: Entwicklung der Unternehmens-plattform

●● imu augsburg GmbH & Co. KG, AugsburgUnternehmensberatung im Bereich Management und Innovation: Methodenentwicklung und Um-setzung

Projekt Mit digitalem und agilem Kompetenzaufbau gehen KMU den Weg zu Arbeit & Industrie 4.0 (KMUdigital)

Koordination WDT Werner Dosiertechnik GmbH & Co. KGHerr Jochen RiegerHettlinger Straße 1786637 WertingenTel.: 08272 98697-321E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/kmudigital




Ansprechpartner Frau Dipl.-Ing. Martina GöttelTel.: 0721 608-28561E-Mail: [email protected]

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Mobiler Industrieroboter für Handwerker (MAROON)

Das deutsche Handwerk verzeichnet einen starken Fachkräftemangel, was nicht allein dem demogra-fischen Wandel geschuldet ist. Die Ausübung vieler handwerklicher Berufe ist mit hoher körperlicher Belastung verbunden. Fliesenleger gehören zu den körperlich höchst beanspruchten Berufsgruppen. Gleichzeitig nimmt der Bedarf an handwerklichen Tätigkeiten und Dienstleistungen zu. Um diese Situation zu verbessern, ist der Einsatz von Industrierobotern naheliegend.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts MAROON ist es, ein tragbares und mobiles Assistenzrobotersystem zu entwickeln, das diverse Arbeitsschritte im Fliesenleger-handwerk, wie z. B. die Planung des Fliesenmusters, den Verlegeprozess und die Qualitätskontrolle, unterstützt. Angestrebt wird, die Arbeitsergonomie zu steigern, um körperliche Belastungen deutlich zu reduzieren.

Somit sollen ältere Handwerker wie auch Personen mit körperlicher Behinderung befähigt werden, annähernd gleiche Arbeitsergebnisse zu erzielen wie gut ausgebil-dete, körperlich nicht beeinträchtigte Fachkräfte.

Technologie und MethodikDie Projektinnovation basiert darauf, den Handwerker auf physischer Ebene im realen Arbeitsumfeld durch eine intelligente Verknüpfung von mobiler Aktorik und Sensorik mit bildgebenden Einheiten zu unterstützen. Die wesentlichen Lösungsmodule des angestrebten, digitalisierten Roboter-Fliesenlegesystems umfassen fünf Lösungsmodule. Im Projekt wird ein Planungs-, Bedienungs- und Überwachungsmodul erarbeitet, eine mobile Plattform und ein Handling- und Sensorik-modul aufgebaut sowie eine Klebespendereinheit mit Revisionsmodul in das Gesamtsystem integriert. Die zu entwickelnde Lösung wird im Projekt prototypisch getestet und evaluiert.

Ausübung des klassischen Fliesenlegehandwerks ohne assistierendes System


Anwendung und ErgebnisseDurch MAROON entsteht erstmalig eine durchgängige Lösung für das Verlegen von Fliesen. Mit der erfolg-reichen Umsetzung der Projektziele werden Effizienz- und Qualitätssteigerungen, Belastungspräventionen und arbeitsunterstützende Maßnahmen zur Sicherung der Gesundheit und Arbeitsfähigkeit im Fliesenleger-handwerk erwartet. Im Projekt wird ein Indus trie-arbeitskreis für interessierte Unternehmen, die als assoziierte Partner im Projekt mitwirken, etabliert und somit die Projektergebnisse einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht.


●● AROTEC Automation und Robotik GmbH, AugsburgEntwicklungsdienstleister und Systemintegrator für Roboter: Konzipierung und Realisierung von Projektaufgaben im Bereich Robotik

●● pro move GmbH, HeiningenIntegrationsfirma: Elektromechanischer Proto-typenbau, Erfahrungsträger in Integration von Menschen mit Beeinträchtigung in Arbeitsprozesse

●● Brömer & Sohn GmbH, WiesbadenBauunternehmen: Konzeptionierung, Test, Vali-dierung sowie Revision der Projektaufgaben aus praktischer Sicht

●● Hochschule Darmstadt, Assisted Working and Automation, AWA, DarmstadtForschungseinrichtung: Erarbeitung innovativer konzeptioneller Grundlagen, Methoden und Spezifi-kationen, Realisierung von Robotik-Teillösungen

Projekt Entwicklung eines mobilen arbeitsunterstützenden Roboterfliesenlegesystems (MAROON)

Koordination AROTEC Automation und Robotik GmbHHerr Norbert CottoneKurzes Geländ 1086156 AugsburgTel.: 0821 448235-35E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/maroon





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Ohne Nacharbeit zum Erfolg (MuPro2)

In der Medizintechnik spielt Genauigkeit eine wichtige Rolle: Ungenauigkeiten und Fehler führen zu Schäden, die direkten Einfluss auf die Gesundheit von Men-schen haben. Ein Beispiel dafür sind Fräswerk zeuge für den Einsatz in der Wirbelsäulenchirurgie. Von höchster Wichtigkeit sind dabei die Werkzeugparame-ter Rundlauf und Gradheit, um eine Schädigung des gesunden Gewebes zu vermeiden. Dem Einsatzgebiet entsprechend besitzen diese rotationssymmetrischen Werkzeuge hohe Schlankheitsgrade und erweisen sich dadurch bei der Herstellung als sehr anspruchsvoll. Es kommt häufig zum Verzug der Werkzeuge, wodurch ein hohes Maß an Nacharbeit notwendig ist, um die Einsatzfähigkeit dieser hochpräzisen Werkzeuge zu gewährleisten.

Vergleichbar anspruchsvoll ist die Herstellung von Messern aus dem Premiumsegment, bei der neben der Schärfe und Haltbarkeit der Glanz und die optische Wahrnehmung der Klingen für die Kundenakzeptanz

eine entscheidende Rolle spielen. Dafür gibt es spezielle Feinschleifverfahren, die jedoch ebenfalls häufig ein Nacharbeiten erfordern.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts MuPro2 ist die Entwicklung und Qualifizierung von technisch hoch anspruchsvollen Fertigungsprozessen für Fräs- und Schneidwerkzeuge, die eine kundengerechte Herstel-lung möglichst ohne Nachbearbeitung ermöglichen.

Technologie und MethodikAnhand einer Vielzahl von Parametern im Herstell-prozess sollen Maschineneinstellungen gefunden werden, die eine optimale Produktqualität gewähr-leisten. Dazu ist sicherzustellen, dass Hochpräzisions-werkzeuge mit funktionskritischen Parametern wie Gradheit und Rundlauf innerhalb enger Toleranzen gefertigt werden können. Darüber hinaus soll ein Höchstmaß an Qualität beim Feinschleifen von hoch-

Kontrolle der geschliffenen Oberfläche


wertigen Schneidwaren erzielt werden. Die Grundlage für parametergesteuerte Fertigungsprozesse ist eine umfassende Prozessdatenerfassung. Dazu ist eine Stra-tegie zu entwickeln und die notwendige Sensorik in die Fertigungsprozesse fachgerecht zu integrieren. Diese detektieren beispielsweise den Verzug von Werkstü-cken während des Vergütungsprozesses sowie Strö-mungsverhältnisse im Zeitverlauf des Abschreckvor-gangs und erfassen Kräfte und Momente, die während des Feinschliffprozesses wirken.

Anwendung und ErgebnisseAlle wesentlichen Erkenntnisse werden in einem Handlungsleitfaden für Unternehmen zusammenge-fasst. Im Nachgang werden die gewonnenen Erkennt-nisse auf weitere Hochpräzisionsfertigungsprozesse angepasst. Die Entwicklung und Umsetzung von optimierten Fertigungsverfahren ermöglicht den betei-ligten KMU, Ausschuss und Nacharbeit zu minimieren, die Angebotspalette zu erweitern und die Qualität von Schneidwaren zu verbessern.


●● Franz Güde GmbH, SolingenMetallbearbeitung: Schneidwarenherstellung, Feinschliff, Steuerung Schleifprozesse

●● Werkzeugstahl-Härterei GmbH, GevelsbergMetallbearbeitung: Vergütung filigraner Bauteile, Optimierung Vergütungsprozesse

●● Bergische Universität Wuppertal, Lehrstuhl für Zuverlässigkeitstechnik und Risikoanalyse, LZR, WuppertalForschungseinrichtung: Zuverlässigkeitstechnik, Prozessoptimierung und -validierung

Projekt Multivariante Produktionsprozessoptimierung zur Beherrschung technisch anspruchsvoller Bauteilformen und Oberflächen (MuPro2)

Koordination Franz Güde GmbHHerr Dr.-Ing. Karl-Peter BornKautenburger Straße 17542655 SolingenTel.: 0212 816166E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/mupro2




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Andreas Gässler (BA)Tel.: 0721 608-24240E-Mail: [email protected]

Perfekte, fehlerfreie Messer

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Gezielte Oberflächenbehandlung von Textilfasern (PlasmaTex)

Für das Ausschöpfen des Leichtbaupotenzials moder-ner Faserverbundwerkstoffe ist eine gute Verbindung zwischen den Verstärkungsfasern und dem Matrixma-terial – meist Epoxidharz – von hoher Bedeutung. Car-bonfasern bieten hier enormes Entwicklungspoten zial, da sie leicht und sehr belastbar sind. Jedoch geschieht deren Anpassung auf neue Matrixsysteme derzeit nur in Ausnahmefällen durch die wenigen etablierten Carbonfaserhersteller. Eine Anpassung auf ein neues Benetzungssystem (Sizing) der einzelnen Fasern zur besseren Anbindung an die Matrixpolymere wird nur durchgeführt, wenn ein nennenswerter Markt für die-ses Faser-Matrix-Produkt vorhanden ist. KMU, die sich auf carbonfaserverstärkte Kunststoff-Anwendungen (CFK) mit speziellen Matrixsystemen spezialisieren wollen, benötigen aber Carbonfasern mit passen-den Oberflächenstrukturen. Daher ist es notwendig, Konzepte und Prozesse zur Modifikation von Carbon-faseroberflächen zu erarbeiten, die eine Einbringung der textilen Strukturen in beliebige Matrix-Materialien ermöglichen.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts PlasmaTex ist die Ent-wicklung einer Produktionstechnologie zur Herstel-lung kompatibler textiler Halbzeuge, wie z. B. Gewebe

zur Anwendung in Verbundwerkstoffen. Im Projekt wird ein Nachaktivierungsverfahren durch eine geziel-te Oberflächenbehandlung, dem sogenannten Nie-derdruckplasma, für Carbonfaser-Textilien entwickelt. Das erarbeitete Verfahren ermöglicht die Anpassung von Carbonfaser-Textilstrukturen mit Standard-Sizing auf eine beliebige Polymermatrix. Im Anschluss an die erfolgreiche Carbonfaser-Oberflächenbehandlung wird die Technologie auf alternative Hochmodulfa-sern übertragen und deren Oberflächeneigenschaften anwendungsgerecht eingestellt.

Technologie und MethodikDas konkrete Konzept der Anlage basiert auf zwei soge-nannten Plasmaglocken, zwischen denen die Textil-bahnware hindurchgeführt wird. Die Behandlung erfolgt quasi-kontinuierlich, da zur Behandlung eines Carbonfaser-Textilabschnittes die zunächst geöffneten Glocken aufeinandergepresst werden. Anschließend wird der in der Plasmakammer befindliche Abschnitt aktiviert, die Glocke öffnet sich, das Textil wird weiter durchgeführt und der nächste Abschnitt kann nach erneutem Schließen der Glocke aktiviert werden. Die Herausforderungen bestehen darin, in der Plasma-Reaktionskammer trotz der durch das Textil an den beiden Öffnungen entstehenden Spalte ein hinreichen-

des Vakuum zu erreichen. Weiterhin gilt es, die Plasma-Elektroden angepasst auszulegen und geeignete Prozesspara-meter, wie beispielsweise Prozessdauer, Innendruck und Gasart etc., zu finden, mit der sich die gewünschten Material-eigenschaften für Carbonfaser-Textilien erzielen lassen.

Anwendung und ErgebnisseMit dieser Oberflächenbehandlung werden die Flexibilität in der Mate-rialauswahl und die Bauteilqualität erhöht und für die beteiligten KMU neue Kundenkreise erschlossen. Zu den Kunden zählen Hersteller von Carbon-fasertextilien sowie von CFK-Bauteilen. Darüber hinaus können durch die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse auch andere textile Flächen mittels Nieder-Große Drehtrommel der Niederdruckplasmaanlage zur Oberflächenbehandlung


Projekt Plasmagestützte Aktivierung von CarbonfaserTextilien zum Einsatz in neuen Matrixmaterialien (PlasmaTex)

Koordination Diener electronic Vertriebs GmbH + Co. KGFrau Silvia GroßmannNagolder Straße 6172224 EbhausenTel.: 07458 99931-115E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 977 Tsd Euro (davon 580 Tsd. Euro BMBF- Förderung)


Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/plasmatex





Tischanlagen mit Niederdruckplasma werden in Laboren eingesetzt.

druckplasma aktiviert werden, was eine Erschließung weiterer Textilbranchen (z. B. technische oder Haus- und Heimtextilien) als Kundenkreis zur Folge hat.


●● Diener electronic Vertriebs GmbH + Co. KG, EbhausenHersteller von Plasmatechnik: Entwicklung einer Niederdruckplasma-Anlage zur Oberflächenbe-handlung von textilen Flächen

●● Statex Produktions & Vertriebs GmbH, BremenTextilhersteller: Erprobung der entwickelten Techno-logien zur Oberflächenfunktionalisierung an Hoch-modulfasern

●● RWTH Aachen, Institut für Textiltechnik, ITA, AachenForschungseinrichtung: Produktionsforschung, Verfahrensentwicklung und Validierung

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Ressourcen-Sharing in der Produktion (ProSharing)

Die voranschreitende Digitalisierung, volatilere Märkte und kürzere Produktlebenszyklen erfordern von den Unternehmen noch mehr Flexibilität als bisher. Mit der zunehmenden Digitalisierung von Prozessen und Vernetzung von technischen Systemen in Echtzeit wird es möglich, schneller, fehlerfreier und vor allem kundenorientierter als bisher zu agieren. Dazu gehört es auch, ungenutzte Produktionskapazitäten oder Überkapazitäten in neuen Geschäftsmodellen anzubie-ten. Kapazitätsauslastungsschwankungen gehören zu den Faktoren, die differenzierungs- und kostenbeein-flussend für Unternehmen sind.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts ProSharing ist es daher, ein produktionsnahes Dienstleistungssystem zu entwickeln, welches die firmenübergreifende Nut-zung freier Produktionskapazitäten in Echtzeit und somit eine neue Form der Zusammenarbeit (Sharing Economy) produzierender Unternehmen ermöglicht. Dadurch werden Unternehmen in die Lage versetzt,

kurzfristig auftretende freie Kapazitäten der Produk-tionsanlagen orts- und zeitunabhängig anzubieten und mit den Anforderungen des Auftrags abzuglei-chen. Die technische Machbarkeit dieses Modells soll zunächst am Beispiel des Holz verarbeitenden Gewer-bes demonstriert werden.

Technologie und MethodikFür die Umsetzung eines digitalen Marktplatzes für freie Produktionskapazitäten wird eine onlinebasierte Service-Plattform entwickelt. Hier sind Anforderungen der Kunden anderer Unternehmen, wie bspw. Material, Stückzahl, mit den Möglichkeiten der zur Verfügung stehenden Produktionsmaschinen automatisch und in Echtzeit abzugleichen. Die Herausforderung besteht darin, dass die Anforderungen der Kunden an das Produkt und die Möglichkeiten der Produktionsanlagen des Anbieters synchronisiert werden. Dazu wird ein serviceorientierter Konfigurator entwickelt, der die Pro-duktanforderungen mit den Informationen der freien Produktionskapazitäten automatisiert abgleicht.

Um eine optimale Auslastung in der Fertigung zu gewährleisten setzen die Projektpartner auf Ressourcen-Sharing.


Anwendung und ErgebnisseMit dem produktionsnahen Dienstleistungssystem ProSharing wird eine einfache und schnelle Zusam-menführung von produzierenden Unternehmen er-reicht. Hierdurch wird unnötiger Produktionsstillstand vermieden und zugleich ein neuartiges Geschäftsmo-dell etabliert. Darüber hinaus kann dieses System einen Beitrag zur Reduzierung von Kurzarbeit leisten. Allein 2016 gab es laut Statistischem Bundesamt 96 Tausend registrierte Kurzarbeiter in Deutschland. Langfristig sollen mit dieser Lösung 14 Tausend Aufträge jähr-lich durchgeführt werden. Der universelle Aufbau des Dienstleistungssystems ermöglicht neben dem Holz verarbeitenden Gewerbe die systematische Erschlie-ßung aller produzierenden Branchen und Industrie-zweige, wie z. B. im Metall verarbeitenden Gewerbe.


●● Organisationsmanagement Cornelius Kirchner, Bad Neustadt an der SaaleBeratungsunternehmen: Realisierung eines Dienst-leistungsmodells für das zu entwickelnde Sharing-System für den Handel von Produktionskapazitäten

●● zeroseven design studios GmbH, WertheimIT-Unternehmen: Entwicklung der Service-Platt-form für den Markplatz von Produktionskapazitäten

●● GETA mbH, WangenVerarbeitendes Unternehmen von Holz- und Kunst-stofferzeugnissen: Prototypische Implementierung des Dienstleistungssystems

Projekt Entwicklung eines echtzeitfähigen ProduktionskapazitätsDienstleistungssystems zum RessourcenSharing (ProSharing)

Koordination Organisationsmanagement Cornelius KirchnerFrau Katrin KirchnerRederstraße 2497616 Bad Neustadt an der SaaleTel.: 09771 63535-0E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/ projekt/prosharing




Ansprechpartner Frau Anika Hirsch, M. Eng.Tel.: 0721 608-24628E-Mail: [email protected]

http://www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/prosharing

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ImpressumHerausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Innovationsförderung; Industrie 4.0 53170 Bonn

Bestellungen schriftlich an Publikationsversand der Bundesregierung Postfach 48 10 09 18132 Rostock E-Mail: [email protected] Internet: www.bmbf.de oder per Tel.: 030 18 272 272 1 Fax: 030 18 10 272 272 11

Stand März 2019

TextBundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)Projektträger Karlsruhe (PTKA)

Gestaltungwbv Media, Bielefeld; Christiane Zay

DruckBMBF

BildnachweiseTitel: HWR Spanntechnik GmbHS. 5: Budelmann Elektronik GmbH, Marcel KrönerS. 6, 7: Optik-Elektro Huber GmbHS. 8: Topp Textil GmbH, Alissa von SchmidsfeldS. 9: Topp Textil GmbHS. 10, 11: J. Schlenter Production GmbH & Cie. KGS. 12, 13: Dücker conveyor systems GmbHS. 14: Universität Duisburg-Essen und Carl-Padberg- Zentrifugenbau GmbH (CEPA)S. 15: Universität Duisburg-EssenS. 16, 17: Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, IZM S. 18, 19: microfluidic ChipShop GmbHS. 20: Fraunhofer ILTS. 21: Aconity3D GmbHS. 22, 23: Breuer-Motoren GmbH & Co. KGS. 24, 25: Technische Universität München, Lehrstuhl für Carbon CompositesS. 26, 27: Sven Ehlert (Photonion GmbH)S. 28, 29: Lettmann GmbHS. 30: Heinz Schwarz GmbH & Co. KGS. 31: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, IPTS. 32, 33: Bock Bio Science GmbHS. 34, 35: automation Uhr GmbHS. 36, 37: MeKo Laserstrahl-Materialbearbeitungen e.K.S. 38, 39: Kautenburger GmbHS. 40: Simon Möhringer Anlagenbau GmbHS. 41: Simon Möhringer Anlagenbau GmbH/Stefan MöhringerS. 42 (links): Eisenwerk Würth GmbH

S. 42 (rechts): goodluz/shutterstock.comS. 44: RLP Agroscience GmbHS. 45: Seibert Gerätebau GmbHS. 46: WDT Werner Dosiertechnik GmbH & Co. KGS. 48: Brömer & Sohn GmbHS. 50, 51: Franz Güde GmbHS. 52, 53: Diener electronic GmbH + Co. KGS. 54: GETA mbH

Diese Publikation wird als Fachinformation des Bundesminis-teriums für Bildung und Forschung kostenlos herausgegeben. Sie ist nicht zum Verkauf bestimmt und darf nicht zur Wahl-werbung politischer Parteien oder Gruppen eingesetzt werden.

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