Download pdf - KMU-innovativ – Innovationen für die Produktion von morgen · 2017. 10. 13. · initiative KMU-innovativ kleine und mittlere Unternehmen in wichtigen Zukunftsberei-chen wie der

KMU-innovativ – Innovationen für die Produktion von morgenProjektporträts der 1. Auswahlrunde mit Laufzeit 2016–2018

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort 2

KMU-innovativ – schnell und einfach 4

Einzelprojekte produzierender Unternehmen 6

3D-Oberflächendefekte auf bewegten Flächen sicher erkennen (3DInline) ...........................................................6

Kartonagen effizient schneiden (DigiProd) .....................................................................................................................8

Elektrische Spanntechnik für die Produktion (ESAP) ................................................................................................. 10

Transparent und leitfähig (InnotechSilber) .................................................................................................................. 12

Gesünder waschen in der Druckindustrie (LöWa) ....................................................................................................... 14

Erweiterte Realität (Augmented Reality) für die mittelständische Elektronikfertigung (OptED) ..................... 16

Präzise Harzinjektion für die Materialien der Zukunft (UniInjekt) .......................................................................... 18

Handhabungssystem für den Behälterbau (UNISA) ................................................................................................... 20

Kooperationen zweier produzierender Unternehmen 22

Stabile Energienetze durch schnelle Strommessung (EStroS) .................................................................................. 22

Feiner Schnitt für dünne Bleche (WSSynchro) ............................................................................................................ 24

Kooperationen mehrerer produzierender Unternehmen 26

3D-Druck für harte Anforderungen (3DHartstoffdruck) ........................................................................................... 26

Ein intelligentes Transportsystem (IntelliTrans) ......................................................................................................... 28

Ausgelastet und ausgeglichen (KaPro) .......................................................................................................................... 30

High-End-Fräsen mit „Gedächtnis“ (NiTiProstab) ...................................................................................................... 32

Mit Abstand mehr Gestaltungsfreiheit in Beton (PosiTex) ........................................................................................ 34

Reparatursystem für Offshore-Windenergieanlagen (Unterwasserreparatur) ..................................................... 36

Eindrücke vom Wissenschafts- und Industrieforum Intelligente Technische Systeme 38

Impressum 41

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Vorwort Der ausgeprägte deutsche Mittelstand ist einer der wichtigsten Konjunktur-, Produk-tivitäts- und Innovationsmotoren Deutschlands. Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) schaffen 83 Prozent der betrieblichen Ausbildungsplätze und beschäftigen rund 16 Millionen Menschen. Die mehrheitlich familiengeführten Unternehmen können meist besser langfristige Innovationstrategien verfolgen als große Kapitalgesellschaf-ten. Mit ihren häufig auf Nischenmärkte ausgerichteten Produkten agieren sie dadurch global äußerst erfolgreich und stellen zahlreiche Weltmarktführer.

Diese Spitzenposition kann nur durch ständige Anstrengungen in Forschung und Ent-wicklung 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 Förder-initiative KMU-innovativ kleine und mittlere Unternehmen in wichtigen Zukunftsberei-chen wie der Produktion. Diese Initiative ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Zehn-Punkte-Programms „Vorfahrt für den Mittelstand“, mit dem wir unsere Unterstützung in den kommenden Jahren noch weiter ausbauen werden.

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

Mit den Projektporträts bieten wir Ihnen einen Überblick 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 mög-licherweise im Rahmen eines KMU-innovativ-Projektes zum Durchbruch zu verhelfen.

Prof. Dr. Johanna Wanka Bundesministerin für Bildung und Forschung

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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. GeradKMU, 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 16 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. produktionsforschung.de/kmu-innovativ zu finden.

Gegenstand der Förderung

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Gefördert 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 Projektes 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.

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Machbarkeitsstudie: Nanostrukturierung auf zylindrischer Oberfläche

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.

KMU-INNOVATIV – SCHNELL UND EINFACH

Weitere Informationen

Bundesministerium für Bildung und ForschungReferat Produktion und Dienstleistung; Zukunft der ArbeitHerr 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: [email protected]

mailto:[email protected]

www.bmbf.de


www.kmu-innovativ.de


www.produktionsforschung.de


Einzelprojekte produzierender Unternehmen

3D-Oberflächendefekte auf bewegten Flächen sicher erkennen (3DInline)

Die Großserienfertigung gleichförmiger Teile, bei-spielsweise in Walzwerken, im Gehäusebau oder bei Automotive-Erzeugnissen, erfolgt hochautomatisiert. Die hohen Geschwindigkeiten des Produktionsprozes-ses sowie großflächig zu prüfende Oberflächenbereiche verhindern oftmals eine qualitätsgerechte Tiefenprü-fung. Besonders bei ausgedehnten Materialoberflächen können Fehler über mehrere Produktionsschritte un-bemerkt bleiben, bevor sie im fertigen Produkt zutage

treten. Das Ausschussteil hat damit viele unnötige Fer-tigungsschritte durchlaufen, der Aufwand zur Fehler-beseitigung ist enorm und hat entscheidenden Einfluss auf Qualität, Materialverbrauch und Fertigungskosten. Für diese Problematik wird daher eine Messtechnik ge-sucht, die zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt in der Produktion Oberflächen ohne Störung des Fertigungs-ablaufs lückenlos prüfen und bewerten kann.

Aufgaben und ZieleDas Forschungsprojekt 3DInline verfolgt das Ziel, im Inlineverfahren berührungslos bewegte Oberflächen

hochauflösend dreidimensional prüfen und bewerten zu können. Inline bedeutet, die Prüfeinheit wird als Portal über ein Förderband der Produktion gebaut. Das Prüfstück durchfährt dabei dieses Portal. Fehlerhafte Werkstücke werden so erkannt und aus dem Produk-tionsprozess ausgesondert. Der Fertigungsablauf wird während der Messung und Auswertung der Oberflä-chendaten nicht verlangsamt oder unterbrochen. Mit diesem Prüfverfahren sollen sowohl kleinste Fehl-

stellen und Unebenheiten im Bereich von wenigen Mikrometern als auch große Flächendefekte erkannt, ausgewertet und gekennzeichnet werden.

Technologie und MethodikDer zu entwickelnde Lösungsansatz sieht vor, mittels eingekoppelter Infrarotstrahlung und entsprechender hochauflösender Kamerasysteme die Oberflächen abzutasten und die gewonnenen Informationen durch neue Auswertealgorithmen zu bewerten. Mittels eines zu entwickelnden Transportsystems werden die Objek-te in definierter Lage und Geschwindigkeit unter der

2D-Oberflächenmesssystem

7EINZELPROJEKTE PRODUZIERENDER UNTERNEHMEN

Sensoranordnung hindurchgeführt. Die Auswerteein-heit, ein zentrales Rechnersystem, welches das Herz-stück der Anlage darstellt, soll die Informationen der Infrarotkameras verarbeiten, diese in dreidimensionale Bilder umwandeln und nach entsprechend zu entwi-ckelnden Algorithmen bewerten.

Anwendungen und ErgebnisseMit Einführung des neuen 3DInline-Prüfsystems wird ein deutlicher Fortschritt bei der Qualitätssicherung von Materialoberflächen erreicht. Durch frühzeitiges Erkennen wird die Fehlerproduktion stark reduziert und damit material- und zeiteffizienter gefertigt. Das in Modulbauweise konzipierte Demonstratorsystem soll die Basis schaffen, um nach Projektende leistungs-differenzierte und preislich abgestufte Systeme für unterschiedlichste Anwender anzubieten, beispielswei-se für den Automobil-, Haushaltgeräte-, Gehäuse- und Gerätebau.

Projektpartner und aufgaben

●● SHS Technologies GmbH, ChemnitzAnlagenhersteller: Entwicklung, Aufbau und Er- probung eines neuen 3DInline-Messsystems

Projekt Berührungslose hochauflösende 3DInline Produktionsüberwachung zur Bauteilkontrolle an Oberflächen (3DInline)

Koordination SHS Technologies GmbHHerr Falk SchlundSchulstraße 3809125 ChemnitzTel.: 0371 33717884 E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 666 Tsd. Euro (davon 400 Tsd. Euro BMBF-Förderung)

Projektlaufzeit 01.04.2016 bis 31.03.2018

Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/3DInline

Programm Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen

BMBFReferat Produktion und Dienstleistung; Zukunft derArbeit

Projektträger Projektträger Karlsruhe (PTKA)

Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. (FH) René StichTel.: 0351 463 314 27E-Mail: [email protected]

Vorbereitung der Risserkennung an einem Blechformteil


www.produktionsforschung.de/projekt/3DInline



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Kartonagen effizient schneiden (DigiProd)

Nicht nur an Produkte, sondern auch an Verpackungenwerden heute immer höhere Anforderungen gestellt. Bei der Fertigung der Kartonagen spielt eine zuneh-mend komplexe Gestaltung bei gleichzeitig hoher Ge-nauigkeit eine wichtige Rolle. Ein besonders wichtiger Fertigungsschritt bei der Herstellung der Verpackungeist das hochpräzise Ausstanzen der Außenkontur aus bedruckten Bogenmaterialien und die Einbringung von Falzlinien mittels Stanzformen. Die Fertigung der Stanzformen und der angepassten Messer konnte in den letzten Jahren zu großen Teilen automatisiert und die Lieferzeit auf wenige Tage verkürzt werden. Zukünftig wird aber eine weitere deutliche Verkürzung bis hin zur Lieferung „on Demand“ mit Vorlaufzeiten von 6 bis12 Stunden gefordert sein. Dazu muss vor allem das bisher noch manuelle Einrichten der Maschinen deutlich verkürzt werden.

Aufgaben und ZieleIm KMU-innovativ-Forschungsprojekt DigiProd wer-den erstmals ein Verfahren und eine Anlagentechnolo-gie entwickelt, mit denen die einzelnen Prozessschritte zur Herstellung der Schneidlinien für Stanzformen schnell, mit hoher Präzision, vollständig automatisiert und ohne manuelle Eingriffe durchgeführt werden können. Durch die Entwicklung eines neuartigen Be-nutzerkonzeptes für die Anlagensteuerung werden sehr komplexe Prozesse steuerungstechnisch so aufbereitet, dass ein einfacher Zugriff auf die Funktionen der Anla-ge möglich ist.

Technologie und MethodikDer Lösungsansatz des Vorhabens basiert darauf, den Fertigungsprozess einerseits durch vollständige Automatisierung in einer multifunktionalen Bearbei-

Beispiel einer Stanzform


tungseinheit zuverlässiger und schneller zu machen. Anderseits sind die Mitarbeiter durch ein neuartiges appbasiertes Benutzerkonzept mit ihren Erfahrun-gen und dem Prozesswissen aktiv einzubinden. Um die Herstellungsprozesse reproduzierbar zu gestalten und damit eine gleichbleibende Qualität zu erzeugen, werden die Prozessdaten als „Rezept“ hinterlegt. Durch dieses neuartige Steuerungskonzept wird eine durch-gehende Digitalisierung der Bearbeitungsprozesse bei der Stanzformenfertigung erreicht.

Anwendungen und ErgebnisseIn diesem Vorhaben wird beispielhaft gezeigt, wie bisher manuell geprägte Fertigungsschritte mit einem integrierten Automatisierungskonzept um-gesetzt werden können, ohne dass das bestehende Erfahrungswissen verloren geht. Dadurch können komplexe Fertigungsprozesse mit zeitgemäßen Benutzerkonzepten beherrschbar gemacht werden. Dieser Lösungsansatz ist neben der Verpackungsin-dustrie in Bereichen von Interesse, bei denen es um den flexiblen Zuschnitt ähnlicher Materialien geht.


●● ELCEDE Electronics-Laser-Consulting- Engineering GmbH, KirchheimKomponenten- und Anlagenbau: Entwicklung von Systemen, Verfahren und Steuerungsprozessen für die Stanzformen herstellung in industriellen Anwendungen

Projekt Digitalisierte Produktionstechnologie für die vollautomatische Schneidlinienbearbeitung bei der Stanzformherstellung (DigiProd)

Koordination ELCEDE Electronics-Laser-Consulting- Engineering GmbHHerr Marc ButenuthOtto-Hahn-Straße 7 73230 Kirchheim unter TeckTel.: 07021 8002-65E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/digiprod




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

Beispiel eines geformten Stanzmessers


www.produktionsforschung.de/projekt/digiprod



Elektrische Spanntechnik für die Produktion (ESAP)

In vielen Bereichen der industriellen Produktion kom-men Spannsysteme zum Einsatz, diese greifen oder halten Bauteile im Herstellprozess fest. Das erlaubt, Einzelteile hochautomatisiert zu bewegen und zu posi-tionieren. Heute werden vorwiegend mittels Druckluft betriebene pneumatische Spannsysteme eingesetzt. Elektrisch betriebene Spannlösungen sind für den breiten industriellen Einsatz noch nicht ausreichend technisch ausgereift. Die immer stärker in den Vorder-grund rückenden Anforderungen, wie Vernetzung der

Produktion, Energieersparnis und Umweltschutzan-forderungen, führen dazu, dass die elektrische Spann-technik stetig an Bedeutung gewinnt.

Aufgaben und ZieleIm Rahmen des KMU-innovativ-Projektes ESAP wird eine neuartige elektrische Spanntechnik entwickelt, die den großflächigen Einsatz von elektrischen Spannsyste-men in Fertigungsprozessketten ermöglicht. Die Technik soll die Genauigkeit beim Positionieren, die Sicherheit im Umgang mit dem Werkstück und die Effizienz im Vergleich zum heutigen Stand der Technik deutlich steigern.

Technologie und MethodikZu diesem Zweck wird innerhalb des Projektes eine neue Steuerungs- und Spanntechnologie zum Einsatz an mehreren Tausend Spannstellen für die industrielle Serienproduktion entwickelt und erprobt. Zur Ver-meidung von Stromspitzen im Herstellprozess wird

Greifersystem mit geschweißtem Rahmen und darauf befindlichen Spannstellen


eine besondere Ansteuerung entwickelt und einge-setzt. Ebenso werden im Projektverlauf intelligente elek trische und elektronische Komponenten in die elektrischen Spanner integriert. Dabei wird auf eine standardisierte Infrastruktur zurückgegriffen.

Anwendungen und ErgebnisseDas KMU-innovativ-Projekt ESAP stellt den ersten wesentlichen Schritt auf dem Weg zur Etablierung der elektrischen Spanntechnik in der Industrie dar. Beson-ders in Bereichen mit hohen Standardisierungs- und Leistungsanforderungen, wie z. B. in der Automobilin-dustrie und dem Maschinenbau, sind hohe Marktvor-teile zu erwarten. Die elektrischen Systeme bieten durch eine intelligente Steuerung völlig neue Möglichkeiten der Vernetzung einzelner Spannstellen und ganzer Produktionslinien, des Arbeitsschutzes sowie der Feh-lerkorrektur. Der erheblich bessere Wirkungsgrad der elektrischen Systeme trägt dazu bei, den CO2-Ausstoß im Betrieb auf rund 10 Prozent zu reduzieren.


●● Univer GmbH, RüsselsheimAusrüster: Entwicklung und Erprobung elektrischer Spannsysteme

Projekt Entwicklung energieeffizienter und flexibel einsetzbarer elektrischer Spanntechnik für die Automatisierung von Produktionsprozessen (ESAP)

Koordination Univer GmbHHerr Markus OerderEisenstraße 5165428 RüsselsheimTel.: 06142 40832-0E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/esap




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

Ein Monteur vermisst eine Vorrichtung mit neu entwickelter Steuerungs- und Spanntechnologie.


www.produktionsforschung.de/projekt/esap



Transparent und leitfähig (InnotechSilber)

Transparente, leitfähige Schichten werden zum Her-stellen berührungsempfindlicher Bildschirme, orga-nischer Solarzellen, Antistatikbeschichtungen und organischer Leuchtdioden eingesetzt. Derzeit wird dazu vor allem das Material Indiumzinnoxid verwen-det. Indiumzinnoxid ist jedoch weltweit nur begrenzt verfügbar. Damit beschichtete Teile sind kaum bieg-sam und brechen leicht. Silbernanodrähte sind eine vielversprechende Alternative zu Indiumzinnoxid. Der niedrige Materialverbrauch, die hohe Beständig-keit und hohe Leitfähigkeit sowie die Biegsamkeit von Silbernanodrähten bilden dafür wichtige Vorausset-zungen. Dabei hängt die elektrische Leistungsfähigkeit der Schicht stark von der Länge und Dicke der Silber-nanodrähte sowie der Reinheit und Größenverteilung

ab. Derzeit gibt es kein Verfahren, um Silbernanodrähte in der notwendigen Qualität im industriellen Maßstab herzustellen.

Aufgaben und ZieleIm KMU-innovativ-Vorhaben InnotechSilber wird ein neuer Herstellprozess für die industrielle Produktion von Silbernanodrähten entwickelt. Zunächst konzen-triert man sich auf die Produktion von Silbernanodräh-ten für die Beschichtung von Textilien. Dazu wird ein Laborverfahren zur Herstellung von Silbernanodrähten in einen produktionsnahen Maßstab überführt. Damit soll eine gleichbleibend hohe Prozess- und Produkt-qualität gewährleistet werden.

Probenvorbereitung im Labor


Technologie und MethodikIm Rahmen des Projekts wird prototypisch die gesamte Prozesskette von der Vorbehandlung der Ausgangsstof-fe bis zum fertigen Produkt aufgebaut. Hierzu werden Reaktionsgefäße entwickelt, die Produktionsparameter, wie z. B. Aufheizgeschwindigkeit, Rührgeschwindigkeit, Konzentration der Ausgangsstoffe, festgelegt und eine Prozessüberwachung aufgebaut. Weiterhin werden Ver-fahren zur Reinigung der Ausgangsstoffe und Produkte entwickelt und Methoden zur Messung der Produktgü-te erarbeitet. Abgerundet werden die Forschungsar-beiten mit der Risikobewertung des Prozesses und des Materials.

Anwendungen und ErgebnisseDurch den Einsatz von Silbernanodrähten wird ein deutlich reduzierter Materialverbrauch und damit eine effizientere Nutzung des Rohstoffs Silber ermöglicht. Mittelfristig können durch die Verfügbarkeit des Nano-materials in hoher Qualität und ausreichender Menge elektronische Produkte kostengünstiger und ressour-censchonender hergestellt werden. Davon können Unternehmen in der Elektronikindustrie in Forschung, Entwicklung und Produktion profitieren. So ist bei-spielsweise Einsatz von Silbernanodrähten in funktio-nellen Textilien vielversprechend. Überdies wird die Entwicklung eines Gesamtprozesses zur Herstellung von metallischen Nanodrähten Modellcharakter für die in Deutschland produzierten hochtechnologischen Nanomaterialien haben.


●● RAS Aktiengesellschaft, RegensburgHersteller von Nanomaterialien: Entwicklung, Aufbau und Anwendung der innovativen Ferti-gungstechnologie

Projekt Innovative Fertigungstechnologie für Silbernanodrähte (InnotechSilber)

Koordination RAS AGHerr Dr. Georg MaierAn der Irler Höhe 3a93055 RegensburgTel.: 0941 607173-0E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/innotechsilber




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

Silbernanodrähte in hochkonzentrierter Dispersion


www.produktionsforschung.de/projekt/innotechsilber



Gesünder waschen in der Druckindustrie (LöWa)

In der Druckindustrie werden beträchtliche Mengen an umwelt- und gesundheitsschädlichen Lösemitteln ein-gesetzt. In Deutschland beträgt die Menge der jährlich verbrauchten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) allein durch Reinigungsmittel ca. 17.000 Tonnen mit wachsender Tendenz. Beim Arbeiten mit Wasch- und Reinigungsmitteln verdunsten die enthaltenen

Lösemittel zu erheblichen Mengen in die Atemluft. So haben Drucker im Vergleich zur Normalbevölkerung ein mehr als doppelt erhöhtes Asthmarisiko. Insbe-sondere im stetig wachsenden Etiketten- und Verpa-ckungsdruck werden sehr aggressive Reinigungsmittel eingesetzt. Dies ist bisher erforderlich, da hier fast ausschließlich gehärtete Farben verwendet werden. Bislang ist auf dem Markt keine Teilewaschmaschine erhältlich, die mit einer umweltfreundlichen Wasch-technologie gehärtete Farben entfernen kann. Gleich-zeitig fordern die Betreiber der Druckereien automati-sierte Abläufe auch in der Teilereinigung.

Aufgaben und ZieleIm KMU-innovativ-Projekt LöWa wird eine vollauto-matische Waschmaschine zur Reinigung von Werk-stücken in der Druckindustrie entwickelt, die aus-schließlich lösemittelfreie Reiniger einsetzt und dabei insbesondere auch bei gehärteten Farben eine gründli-che Reinigung der Druckmaschinenteile ermöglicht.

Technologie und MethodikZur Automatisierung der neuartigen Anlage wird ein Linearsystem entwickelt, das aus einer Hochdruckrei-nigungsdüse auf einem fahrbaren Schlitten besteht. Gleichzeitig ist eine Dreh einrichtung erforderlich, welche die zu reinigenden Teile rotieren lässt. Um die Seitenwände von schöpfenden Teilen, wie z. B. Farb-wannen, ebenfalls automatisch reinigen zu können, muss der Strahl auch in die dritte Achse schwenken können. Im Rahmen des Projektes werden innovati-ve Zubereitungen zur Vorbehandlung entwickelt, die gehärtete Farben auf verschmutzten Maschinenteilen aufweichen. Damit können die Haftkräfte der Ablage-rungen vermindert werden und ein anschließendes Ablösen im Waschautomat erfolgen.

Verschmutzte Druckmaschinenteile


Anwendungen und ErgebnisseMit der Entwicklung von LöWa können die Emissio-nen aus der Teilereinigung, auf die in der Druckindus-trie bis zu 60 Prozent der Gesamtemissionen entfallen, vermieden werden. Somit leistet das Projekt gleicher-maßen einen wichtigen Beitrag zum Arbeits- sowie zum Umweltschutz. Mithilfe bereits bestehender Kon-takte zu Druckmaschinenherstellern und Druckereien sowohl im Offsetdruck als auch im Verpackungs- und Etikettendruck kann ein Testbetrieb erfolgen. Es kön-nen darüber hinaus neue Absatzmärkte erschlossen werden, beispielsweise in Entlackungsbetrieben und in der Automobilindustrie.


●● Wetec Ltd., HaigerlochMaschinen- und Anlagenbauer für die Druckindus-trie: Anlagenentwicklung, Verfahrensentwicklung, Softwareentwicklung und Erprobung

Projekt Lösemittelfreier Waschautomat für die Druckindustrie (LöWa)

Koordination Wetec Ltd.Frau Dr. Dorothea BeckerHeisenbergstraße 1472401 HaigerlochTel.: 07474 9173403E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/loewa




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

Karosserieteil mit hochwertigem 2-Komponenten-Tauchlack (2K KTL), umweltfreundlich entlackt


www.produktionsforschung.de/projekt/loewa



Erweiterte Realität (Augmented Reality) für die mittelständische Elektronikfertigung (OptED)

Der Produktionsstandort Deutschland ist immer stärker durch flexible, sich schnell verändernde Anforderungen geprägt. Dies gilt in besonderem Maße für die Fertigung elektronischer Baugruppen. Entsprechend haben sich deutsche Fertigungsunter-nehmen eher auf kleine und mittlere Stückzahlen bei hoher zeitlicher Flexibilität spezialisiert. Hier spielt die Handbestückung von Prototypen eine besondere Rolle. Besonders bei Entwicklungen aus Deutschland, deren Fertigung sich in der Regel durch eine hohe Komplexität auszeichnet, kann die Handbestückung aber sehr fehleranfällig sein. Der Grund hierfür liegt darin, dass der Mitarbeiter bei der Handbestückung immer wieder zur Seite auf einen Bestückungsplan oder Monitor schauen muss, um das richtige Bauteil

identifizieren zu können. Diese Arbeitsweise reduziert die Konzentrationsfähigkeit und kostet zusätzlich wertvolle Arbeitszeit.

Aufgaben und ZieleIm Forschungsprojekt OptED wird ein innovatives Augmented-Reality-System zur Unterstützung des manuellen Bestückungsvorganges von elektronischen Baugruppen entwickelt. Hierzu soll eine geeignete Datenbrille zum Einsatz kommen, welche die vor dem Benutzer liegende Leiterplatte erfasst und für die Bestü-ckung relevante Markierungen (sogenannte Passermar-ken) erkennt. Gleichzeitig werden die zu bestückenden Bauteile auf ihrer tatsächlichen Position für den Benut-zer sichtbar auf der Leiterplatte eingeblendet.

Manueller Bestückungsvorgang einer Platine


Technologie und MethodikDazu wird eine modular aufgebaute Softwareumge-bung entwickelt und als prototypische Lösung in der eigenen Fertigung sowie bei weiteren Unternehmen aus dem Bereich der Elektronikfertigung erprobt. Das erste Softwaremodul umfasst den automatisierten Im-port von Fertigungsdaten aus CAD-Systemen sowie die Erstellung eines Bestückungsplans. Ergänzt wird dieses Modul durch die eigentliche Bildverarbeitung. Hierzu zählen die Erkennung der Passermarken sowie die Transformation des Bildes, d. h. die Kompensation von Blickwinkel und Drehung sowie die Kompensation von Umgebungseinflüssen. So können die zu bestückenden Bauteile an der korrekten Stelle in das Sichtfeld des Be-nutzers auf die Platine projiziert werden. Ergänzt wird das Vorhaben durch eine integrierte optische Inspek-tion, die eine Qualitätskontrolle in Echtzeit gewährleis-tet. Falsch bestückte Bauteile werden optisch erkannt und sofort markiert, sodass der Nutzer sie korrigieren kann.

Anwendungen und ErgebnisseDas Projekt OptED wird zukünftig die Effizienz in der Handbestückung steigern, da der Blick des Be-nutzers nicht mehr zwischen Baugruppe und Bestü-ckungsplänen wechseln muss. Zudem verbessert sich die Bestückungsqualität durch ein geringeres Fehler-risiko. Die Datenbrille führt den Benutzer durch den Arbeitsvorgang, indem die zu bestückenden Bauteile in der richtigen Reihenfolge eingeblendet werden. Die prototypische Implementierung von OptED in der Leiterplattenbestückung ist nach Projektende auch auf weitere Bereiche, wie beispielsweise die Kabelkonfek-tionierung, übertragbar.


●● Budelmann Elektronik GmbH, MünsterElektronikkomponentenhersteller: Hardware-evaluierung und Softwareentwicklung sowie Bild-verarbeitung und prototypische Erprobung

Projekt Optimierte PlatinenBestückung unter Einsatz einer Datenbrille (OptED)

Koordination Budelmann Elektronik GmbHFrau Jeannine BudelmannVon-Renesse-Weg 6048163 MünsterTel.: 02501 920844-0E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/opted





Bauteile für die Platinenbestückung


www.produktionsforschung.de/projekt/opted



Präzise Harzinjektion für die Materialien der Zukunft (UniInjekt)

Glas- oder kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (GFK/CFK) bieten hervorragende Leichtbaueigenschaften, weshalb sie z. B. in den Bereichen Windenergie und Au-tomobilbau zur Steigerung der Leistung und Effizienz von Bauteilen beitragen können. Zur Herstellung von GFK-/CFK-Hochleistungsbauteilen wird oft ein duro-plastisches Harzsystem in eine Faserverstärkung ge-spritzt. Die dafür verwendeten Harzinjektionsanlagen müssen aufgrund der Einsatzgrenzen der Pumpen und Volumenstromzähler für jede Anwendung individuell gefertigt werden. Selbst innerhalb der Anwendungs-grenzen haben etablierte Technologien aber problema-tische Genauigkeitsdefizite hinsichtlich Volumenstrom und Mischungsverhältnis. Für sensible Materialien und neue, schnelle Prozessvarianten für große Serien sind diese Defizite oft nicht akzeptabel.

Aufgaben und ZieleDas Ziel des Forschungsprojektes UniInjekt ist die Umsetzung eines völlig neuen Technologieansatzes für die hochgenaue und schnelle Volumenstromregelung in einem sehr breiten Volumenstrombereich. Dadurch sollen Harzinjektionsanlagen universell einsetzbar und die Flexibilität in der Produktion von GFK oder CFK sowie die Prozessstabilität drastisch erhöht werden. Auch die Ausschussquoten und die Zykluszeiten sollen sinken. Gleichzeitig kann bei der Fertigung von Harz-injektionsanlagen vom Sondermaschinenbau zur Se-rienfertigung gewechselt werden, wodurch der rasant steigende Bedarf der Faserverbundbranche gedeckt werden kann.

Injektionsanlage zur Composite-Herstellung


Technologie und MethodikGrundlage der Entwicklung ist ein technologischer Sprung bei der Regelung der Fluidströme der Harzkomponenten (Harz/Härter). Bisher werden pro Injektions-einheit eine Pumpe und ein Volumenstromzähler eingesetzt, die jedoch aufgrund der Genauigkeitsgren-zen im minimalen und maximalen Messbereich jeweils nur für einen begrenzten Einsatzbereich ausgelegt werden können. In der universellen Injektionsanlage sollen mehrere Volumenstromzähler mit einem neu zu entwickelnden Bypassventil so verschaltet werden, dassdie Fluidverteilung in Kombination mit einer ebenfalls neu zu entwickelnden Echtzeit-Prozessregelung immerim optimalen Mischungsverhältnis liegt. Damit könnendie Anwender Serienfertigungen mit einer einzelnen universellen Injektionsanlage abdecken, wofür sie frü-her mehrere individuelle Anlagen benötigten.

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Anwendungen und ErgebnisseMit fast 5 Mrd. Euro Umsatz zählt die Faserverbundbran-che zu den großen Wachstumsmärkten Europas, wovon vor allem der deutsche Mittelstand mit ca. 75 Prozent KMU-Anteil profitiert. Harzinjektionsanlagen sind dabei essenziell für die Serienfertigung von Faserver-bundbauteilen. In Deutschland liegt der Marktanteil für Dosiertechnik bei ca. 300 Mio. Euro, und es ist mit einem weiterhin starken Wachstum zu rechnen. Aufgrund ihrer technischen Überlegenheit ist für die im Projekt entwickelte universelle Injektionsanlage eine schnelle Marktdurchdringung zu erwarten. Damit können sowohl die Anlagenanbieter als auch die Anwender ihre Wettbe-werbsfähigkeit stabilisieren und verbessern.


●● Tartler GmbH, MichelstadtHersteller von Sondermaschinen: Entwicklung einer neuartigen Injektionsanlage, Aufbau eines Versuchs-trägers zum Funktionsnachweis

Projekt Universell einsetzbare Harzinjektionsanlagen mit hochpräziser Volumenstromregelung für die effiziente Produktion von FaserKunststoffVerbunden (UniInjekt)

Koordination Tartler GmbHHerr Klaus-Theo WölfelschneiderRelystraße 4864720 Michelstadt Tel.: 06061 9672-17E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/uniinjekt




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. Rüdiger SehorzTel.: 0721 608-25287E-Mail: [email protected]

Durch Harzinjektion hergestellter CFK-Kotflügel


www.produktionsforschung.de/projekt/uniinjekt



Handhabungssystem für den Behälterbau (UNISA)

Der Behälterbau besitzt in der Pharma-, Lebensmittel- und Chemieindustrie eine hohe Bedeutung. Druckbe-hälter, Wärmetauscher und Braukessel sind bekannte Beispiele. In der Einzel- und Kleinserienfertigung der Behälter werden Spannvorrichtungen benutzt, die jeweils für einen einzigen Behälterdurchmesser eingesetzt werden können. Die Spannvorrichtungen

dienen zum Fixieren der einzelnen Behälterwände nach dem Runden und sind bei der Schweißung des Behälters zwingend notwendig. Für jede gewünschte Behältergröße ist eine Spannvorrichtung notwendig. Ein zügiger Produktionsdurchlauf ist so nicht möglich, da bei der Beschaffung der Spannvorrichtungen lange Lieferzeiten einzuplanen sind. Zudem fallen hohe Kos-ten für die Anschaffung und Lagerung an.

Aufgaben und ZieleZiel des Forschungsprojektes UNISA ist es, ein flexibles Spann- und Handhabungssystem für den Behälterbau zu entwickeln, mit dem individuelle Behälterdurch-

messer kurzfristig gefertigt werden können. Zudem ist eine spezielle Vorrichtung zum Bewegen und Hand-haben der einzelnen Behälterwände zu entwickeln und der vorhandene Roboter mit einem Schweiß-Zu-satzmodul zu versehen. Dieses Modul soll die Rund-schweißnähte am Behälterboden automatisiert und ohne Nacharbeit schweißen und glätten können.

Technologie und MethodikDieser Handlingsapparat wird mit Armen aus sich dre-henden Rollen ausgestattet, von denen vier Stück an-getrieben sind. Die Rollen werden in der Höhe und der seitlichen Ausladung verstellbar sein. Durch die paar-weise Anordnung der oberen Arme können kleinere Fehler beim Anrunden korrigiert und das Positionieren der offenen Behälterwandenden in der Schweißvor-richtung erleichtert werden. Das System wird auf den vorinstallierten Gleisbahnen in der Werkshalle bewegt. Die Behälterwand soll so von der Rundbiegemaschine entnommen, auf die Schweißvorrichtung positioniert und auf dem Aufnahmewagen abgesetzt werden.

Aktuelles Runden einer Behälterzarge


Anwendungen und ErgebnisseDie Entwicklung von UNISA bietet einen Innovations-schub für den Behälterbau durch Automatisierung und Standardisierung zukünftig gefertigter Behälter. Die neuartige Anlage führt zu einer erheblichen Qualitäts-steigerung und 30 Prozent Produktionszeitreduzierung. Diese Einsparungen gehen einher mit einer verbesser-ten Arbeitssicherheit für die Mitarbeiter. In der Zukunft kann das Verfahren für eine breitere Anwendung wei-terentwickelt werden, zum Beispiel für den Flugzeug- oder Schiffsbau.


●● EMPL – Anlagen GmbH & Co. KG, SchwindeggMaschinen- und Anlagenbauer: Entwicklung, Aufbau und Erprobung einer neuartigen Behälter-schweißanlage

Projekt Entwicklung einer automatisierten Universalschweißanlage zur Fertigung verschiedener Behälterdurchmesser in der Einzel und Kleinserienfertigung des Behälterbaus (UNISA)

Koordination EMPL – Anlagen GmbH & Co. KGHerr Tobias EmplAuenstraße 1184419 SchwindeggTel.: 08082 935917E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/unisa




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. (FH) René StichTel.: 0351 463 314 27 E-Mail: [email protected]

Runden einer Behälterzarge mit Unterstützung des Handlingsystems


www.produktionsforschung.de/projekt/unisa



Kooperationen zweier produzierender Unternehmen

Stabile Energienetze durch schnelle Strommessung (EStroS)

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssysteme (HGÜ) werden in der elektrischen Energietechnik zur effizienten Übertragung großer Energiemengen über weite Entfernungen sowie zur Stabilisierung großer, vermaschter Wechselpannungsnetze eingesetzt. HGÜ-Verbindungen erhalten zukünftig eine wachsende Bedeutung. Aufgrund der immer größeren Anteile erneuerbarer Energien ist eine bessere Regelung der sich zunehmend ändernden Lastsituationen im Netz zwingend erforderlich, damit Schäden an den Energie-anlagen vermieden werden. Um die zukünftigen Anfor-derungen an den Anlagen- und Netzschutz erfüllen zu können, muss der Strom zehnfach schneller als heute und gleichzeitig sehr präzise gemessen werden. Die

heutigen Technologien zur Gleichstrommessung besit-zen insbesondere nicht die erforderliche Frequenz (bis 100 kHz), die für die Schnelligkeit bei der Erkennung von Fehlerfällen von entscheidender Bedeutung ist.

Aufgaben und ZieleIm KMU-innovativ-Projekt EStroS wird ein sogenanntes Strommess-Shunt-System entwickelt, das zum ersten Mal eine schnelle und genaue Messung des Stromes in der neuesten Generation von HGÜ-Anlagen ermöglicht. Auf der Grundlage der Strommessung soll der Schutz der modernen HGÜ-Energieanlagen vor Ausfällen gewährleistet werden. Das erhöht die Netzstabilität und somit die Versorgungssicherheit.

Die Projektmitarbeiterin misst den Frequenzgang am Mastershunt aus.

23KOOPERATIONEN ZWEIER PRODUZIERENDER UNTERNEHMEN

Technologie und MethodikDie Herausforderung des Projektes besteht in der Lösung der Anforderungen aus hoher Frequenz und der geforderten hohen Stromstärke. Dabei sind die Strommesssysteme elektrischen und magnetischen Feldern ausgesetzt, die zu einer Beeinflussung des Mess-signals führen. Diese Einflüsse nehmen mit steigender Frequenz und Stromstärke signifikant zu. Die Kernin-novation besteht darin, eine geeignete Konstruktion des Strommesssystems zu entwickeln, bei der diese störenden Einflüsse minimiert werden. Damit können die geforderte Frequenz, Stromstärke und Genauigkeit erreicht werden. Im Projekt werden neue Konzepte in Bezug auf das Shunt-Design (Geometrie), die Gestaltung des Messsignalanschlusses sowie die optische Übertra-gung der Messsignale zur HGÜ-Anlage entwickelt und prototypisch erprobt.

Anwendungen und ErgebnisseMit dem neuen Messsystem wird die Abtastrate der ge-samten Messsignal-Übertragungsstrecke um den Faktor acht erhöht. Das verbessert seine Schutzfunktion und steigert die Zuverlässigkeit der modernen HGÜ-Anlagen. Das Messsystem eröffnet somit neue Möglichkeiten zur Umsetzung effizienter Schutzkonzepte für die aktuelle HGÜ-Technologie sowie bei der Etablierung von inter-nationalen Standards für zukünftige HGÜ-Systeme. Das neue System ist eine wesentliche Voraussetzung, um in vermaschten Gleichstromnetzen einen hervorragenden Netzschutz sicherzustellen.


●● Schniewindt GmbH & Co. KG, NeuenradeHersteller von elektrischen Hochleistungswider-ständen, Sensoren und Systemen der elektrischen Beheizungstechnik: Entwicklung, fertigungstech-nische Umsetzung und Validierung von Prototypen des Shunt-Systems

●● Universität Duisburg-Essen, Fachgebiet Energie-transport und -speicherung, IW/ETS, DuisburgForschungseinrichtung: Hochstromtechnische Auslegung in Feldsimulationen, experimentelle Untersuchungen

Projekt Entwicklung eines breitbandigen StrommessShunts mit optischem Übertragungssystem (EStroS)

Koordination Schniewindt GmbH & Co. KGHerr Dr. Karl KaluzaSchöntaler Weg 4658809 NeuenradeTel.: 02392 692-50E-Mail: [email protected]

Projektvolumen 1.217 Tsd. Euro (davon 745 Tsd. Euro BMBF-Förderung)


Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/estros





Einblick in ein Umspannwerk


www.produktionsforschung.de/projekt/estros



Feiner Schnitt für dünne Bleche (WSSynchro)

Einfache Blechteile sind in der Industrie weit verbrei-tet. Je dünner die Bleche sind, desto schwieriger ist es, eine saubere Schnittfläche zu erzeugen. Was für Mate-rialdicken größer 1 mm durch spezielle Feinschneid-technik erreicht werden kann, funktioniert bei dün-neren Blechen nicht mehr. Dabei gibt es bei dünnen Stanzteilen für eine Vielzahl von mikromechanischen Anwendungen besonders hohe Anforderungen an die Qualität der Schnittflächen. Gefordert werden ein voll-

ständiger Glattschnitt mit sehr geringen Rautiefen bis 5 Mikrometer, exakt parallele und beidseitig gratfreie Schnittflächen sowie ein minimierter Stanzeinzug. Aktuell können diese Anforderungen nur durch sehr aufwendige Nacharbeiten in Folgeprozessen mittels Schleifen, Fräsen oder Microfinish erfüllt werden. Das erschwert Handhabung, Qualitätskontrolle und verur-sacht zusätzliche Kosten, da die Teile einzeln nachbe-handelt werden müssen.

Aufgaben und ZieleIn der Blech verarbeitenden Industrie besteht größtes Interesse an einer prozessfähigen und wirtschaftlichen Lösung für das Schneiden sehr dünner Bleche. Ziel des KMU-innovativ-Projektes WSSynchro ist es, ein neuartiges Verfahren und die erforderliche Feinstanz-anlage zu entwickeln, um Blechteile mit einer Dicke von weniger als 1 mm ohne Nachbearbeitung glatt und gratfrei zu schneiden.

Technologie und MethodikDazu wird im Projekt eine neuartige Kinematik in Ver-bindung mit einer speziellen Steuer- und Regelungs-technik bei der Schnittbewegung entwickelt. Diese sorgt dafür, dass die genannten Anforderungen pro-zessstabil erreicht werden können. Der Lösungsansatz besteht im Kern in einer synchronen Bewegung eines oberen und zusätzlich eines unteren Schneidstempels. Die Herausforderung besteht neben der Entwicklung einer neuartigen Kinematik in der Zusammenführung der einzelnen Komponenten zu einem stabil arbei-tenden produktionstauglichen Gesamtsystem für eine integrierte Schneideinheit.

Fehlender Glattschnitt

0,3

mm

Glattschnitt mit 1.800 N/mm² Zugfestigkeit mit Syncrotec-Verfahren

25KOOPERATIONEN ZWEIER PRODUZIERENDER UNTERNEHMEN

Anwendungen und ErgebnisseMit dem neuen Verfahren sind die Schnittflächen dün-ner Bleche ohne Nachbearbeitung sofort als Funktions-flächen einsetzbar. Damit werden einerseits zahlreiche Herstellungsprozesse, z. B. in der Uhren- oder der Elektronik- und Elektroindustrie, deutlich effizienter. Anderseits können sich die am Vorhaben beteiligten Unternehmen als Technologieführer für den Dünn-blechschnitt etablieren und damit ihre Wettbewerbs-position verbessern.


●● creative automation GmbH & Co. KG, PfrontenHersteller von Stanz- und Automatisierungstechnik: Entwicklung eines Werkzeugsystems zum Synchron-stanzen

●● Seitz Elektroanlagen GmbH, Roßhaupten Hersteller von Antriebs-, Steuerungs- und Auto-matisierungstechnik: Entwicklung der Steuerung einschließlich der Hard- und Softwareschnittstellen

Projekt Werkzeugsystem mit Synchronstanzfunktion (WSSynchro)

Koordination creative automation GmbH & Co. KGHerr Wilhelm SetteleRehbichler Weg 2887459 PfrontenTel: 08363 92584-14E-Mail: [email protected]


Projektlaufzeit 01.05.2016 bis 30.04. 2018

Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/wssynchro




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

Laborversuche mit dem neu entwickelten Synchrotec-Verfahren für den Dünnblechschnitt


www.produktionsforschung.de/projekt/wssynchro



Kooperationen mehrerer produzierender Unternehmen

3D-Druck für harte Anforderungen (3DHartstoffdruck)

In der Industrie werden häufig Bauteile oder Kompo-nenten benötigt, die besonders verschleiß- oder korro-sionsbeständig sind. Die Verbesserung der Verschleiß-beständigkeit wird dadurch erreicht, dass speziell angepasste Werkstoffe (sogenannte Hartstoffe) an den anfälligsten Bereichen aufgetragen werden. Gängige Verfahren hierfür sind insbesondere das Auftrag-schweißen (Panzern) oder Thermische Spritzen. Beide Verfahren ermöglichen jedoch nur einen Hartstoff-auftrag von bis zu einigen Millimetern mit verhältnis-mäßig undefinierten Oberflächen und Konturen. Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt setzt sich zum Ziel, die Hartstoffe mittels eines generativen Verfahrens direkt auf entsprechende Bauteile oder Komponenten

aufzudrucken, um damit die Nachteile bestehender Verfahren zu überwinden.

Aufgaben und ZieleIm Forschungsprojekt 3DHartstoffdruck soll durch eine enge Verzahnung von Drahtwerkstoffentwicklung, Schweißstromquellenentwicklung sowie Maschinen- und Softwareentwicklung ein vollkommen neues Anwendungsfeld für den 3D-Druck geschaffen werden. Das Ziel ist hierbei, sowohl den Anwendungsbereich für derartige Werkstoffsysteme zu erweitern als auch den Nachbearbeitungsaufwand zu reduzieren, was gerade bei anspruchsvollen Werkstoffsystemen erhebliche Zeit- und Kostenvorteile bietet.

Generativ gefertigte Hybridstruktur

27KOOPERATIONEN MEHRERER PRODUZIERENDER UNTERNEHMEN

Technologie und MethodikIm Rahmen des Projektes werden Hartstoff-Fülldrähte für den 3D-Druck analysiert und entwickelt. Mit einer hinsichtlich Energieeintrag, Aufbaurate und Struktur-genauigkeit weiterentwickelten Schweißstromquelle erfolgt eine Verarbeitung dieser Drahtwerkstoffe. Um die Fertigung komplexer und dünnwandiger Struk-turen zu ermöglichen, wird die Schweißeinheit in ein Maschinensystem zum großvolumigen 3D-Druck ein-gebunden. Innerhalb dieses Maschinensystems erfolgt die kontinuierliche Abfrage, Steuerung und Regelung relevanter Prozessparameter, wie Temperatur und Geometrieeigenschaften. Durch die Prozessregelung wird es damit möglich, die Erstarrungsbedingungen für den Hartstoff einzustellen und auf diese Weise die gewünschten Werkstoffeigenschaften herzustellen. Hierfür erfolgt eine umfangreiche Überprüfung der Prozess- und Geometrieparameter mithilfe von Ver-schleißuntersuchungen an Versuchsteilen.

Anwendungen und ErgebnisseDurch die enge Verknüpfung von Werkstoff, Prozess und Steuerung für einen optimalen Prozessablauf wird die Entwicklung einer neuen Generation von 3D-Dru-ckern ermöglicht. Es ergeben sich daraus vollkommen neue Möglichkeiten, Hartstoffe material- und energie-sparend direkt auf bestehende Bauteile aufzutragen, Reparaturen durchzuführen oder direkt neue Bauteile zu drucken. Der Anwendungsbereich liegt beispiels-weise in der Energie- und Ölindustrie, wo Bauteile mit höchsten technischen Spezifikationen eingesetzt werden.


●● GEFERTEC GmbH, BerlinMaschinen- und Anlagenbau: Entwicklung, Realisie-rung und Validierung des Gesamtprozesses und der Gesamtanlage

●● ESS Welding GmbH & Co. KG, Bad WaldseeKomponenten- und Anlagenbau: Entwicklung einer prozessoptimierten Schweißstromquelle

●● Corodur Verschleiss-Schutz GmbH, ThaleDienstleister der Verschleißschutztechnik: Entwick-lung und Validierung des Schweißzusatzes

Projekt Generative Fertigung hochbeanspruchter, dünnwandiger, komplexer Strukturelemente mittels Kurzlichtbogenverfahren und Fülldraht (3DHartstoffdruck)

Koordination GEFERTEC GmbHHerr Georg FischerWolfener Straße 36Haus U12681 BerlinTel.: 030 93494-999E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/ 3dhartstoffdruck




Ansprechpartner Herr Dipl.-Ing. (FH) René StichTel.: 0351 463-31427 E-Mail: [email protected]

Effiziente additive Fertigung von Verschleißteilen

http://www.produktionsforschung.de/projekt/3Dhartstoffdruck




Ein intelligentes Transportsystem (IntelliTrans)

Transportsysteme sind heute in nahezu jedem Pro-duktionsbetrieb zu finden, um Werkstücke schnell und präzise zu ihrer jeweiligen Bearbeitungsstation zu bringen. Die Systeme bestehen aus diversen Transport-wagen, welche die Produkte aufnehmen können, und einem Führungssystem, in dem die Wagen durch den Produktionsprozess geführt werden. Herkömmliche Transporteinrichtungen sind bislang teuer und wenig flexibel, insbesondere wenn große Massen schnell und präzise positioniert werden müssen. Das liegt unter anderem daran, dass sich im Führungssystem eine große Anzahl von Magneten bzw. Spulen befinden und das Ansteuern der Transportwagen dadurch technisch aufwendig ist.

Aufgaben und ZieleZiel des Forschungsprojekts IntelliTrans ist die Ent-wicklung eines intelligenten Transportsystems, das durch seine Gestaltung erhebliche Vorzüge gegenüber konventionellen Transporteinrichtungen aufweist. Die Technologie baut auf leistungsfähigen Linearantrieben auf, die ohne kostenintensive Magnete auskommen und dabei lange Wegstrecken überwinden. Die Wagen des Transportsystems steuern kabellos, zeitoptimal und kollisionsfrei durch die Transportstrecke. Über inte grierte Weichen wird das bedarfsgerechte Ein- und Ausschleusen von zusätzlichen oder nicht mehr benö-tigten Transportwagen realisiert.

Technologie und MethodikEin wichtiger Entwicklungsschritt des modernen Transportsystems besteht in der Umsetzung der kon-taktlosen Energieübertragung. Dadurch können sich die Transportwagen ungehindert, d. h. frei von Kabeln, und flexibel durch die Fahrstrecke bewegen. Zudem gilt es, eine Weichenfunktion zu schaffen, die es dem Sys-tem ermöglicht, je nach Bedarf im Produktionsprozess zusätzliche oder überflüssige Transportwagen mit ho-her Geschwindigkeit ein- bzw. auszuschleusen. Mit der ebenso zu entwickelnden Regelung und Steuerung des Gesamtsystems wird der flexible Einsatz aller Wagen überwacht und die Statusinformation zum Produk-tionsprozess an das Leitsystem weitergegeben.

Anwendungen und ErgebnisseMit IntelliTrans werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass KMU Produktionsabläufe flexibler und zeitoptimaler gestalten. Das neue Transportsystemwird variabel in der Fertigung von morgen einsetzbar sein und Kostenersparnisse von mehr als 20 Prozent ermöglichen. Daraus ergeben sich auf unterschied-lichsten Industriemärkten, wie z. B. in der Verpa-ckungsbranche, bei Produktionsmaschinen und der Intralogistik, gute Absatzchancen.

Produktionseinrichtung mit einem Transportsystem



●● FGB: Entwicklung + Konstruktion GmbH, SalzMaschinenbauunternehmen: Entwicklung kunden-spezifischer Transportsysteme, Linearantriebe mit hoher Leistungsdichte und Steifigkeit, Softwareent-wicklung für Produktionsprozesse

●● Johann Lasslop GmbH Induktive Bauteile, HünfeldHersteller von Elektronikkomponenten: Design und Produktion von kontaktloser Energie- und Daten-übertragung, Entwicklung von mobilen Reglern und Steuerungen

●● Universität Bremen, Institut für elektrische Antrie-be, Leistungselektronik und Bauelemente, IALB, BremenForschungseinrichtung: Transversalflusstechnologie, hochdynamische Antriebsregelungen, Auslegung von berührungslosen Energieübertragungssystemen

Projekt Intelligentes Transportsystem auf Basis innovativer Linearantriebe mit berührungsloser Energie und Signalübertragung (IntelliTrans)

Koordination FGB: Entwicklung + Konstruktion GmbHThorsten SteinbachStrahlunger Straße 1897616 SalzTel.: 09771 68877175E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/intellitrans




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

Prinzipskizze des intelligenten Transportsystems


www.produktionsforschung.de/projekt/intellitrans



Ausgelastet und ausgeglichen (KaPro)

In der industriellen Produktion basiert der Erfolg von Unternehmen auf einer möglichst hohen Aus-lastung der Produktionsressourcen bei Wahrung der Flexibilität und Reaktionsfähigkeit auf Nachfrage-schwankungen. Zur Sicherung der Produktionsaus-lastung nehmen KMU eine möglichst hohe Anzahl an Kundenaufträgen an. Eine systematische Bewertung der Kundenaufträge nach kapazitiven Kriterien, z. B. Auslastung von Betriebsmitteln und Personal, ent-fällt aufgrund einer mangelhaften Informations- und Entscheidungsgrundlage. Die Folge sind Überauslas-tungen, Überstunden und Qualitätsprobleme sowie Terminverzögerungen. Den produzierenden Unter-nehmen liegen die notwendigen Informationen in den vorhandenen Systemen zur Auftragsverwaltung und Fertigungsplanung bereits vor. Es mangelt jedoch an geeigneten Assistenzsystemen, die diese Informationen heranziehen und zur Entscheidungsunterstützung bei der Auftragsvergabe nutzbar machen.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projektes KaPro ist die Ent-wicklung eines Assistenzsystems zur kapazitätsbasier-ten Produktionsplanung und -steuerung, das sowohl langfristig den Kapazitätsbedarf der Produktionsres-sourcen prognostiziert und entsprechend vorhält als auch kurzfristig Abweichungen reguliert.

Technologie und MethodikZur Erreichung dieses Ziels wird eine Methode zur ef-fizienten Planung und Kapazitätssteuerung entwickelt und in ein Assistenzsystem umgesetzt. Innerhalb des Assistenzsystems werden die notwendigen Kapazi-täten für einen Produktionsauftrag, basierend auf der prognostizierten Nachfrage sowie der aktuellen Auslastung, bestimmt. Damit kann ein Angebotspreis dynamisch ermittelt werden. Ist eine Ressource zu einem Zeitpunkt stärker nachgefragt als geplant, sind die erhöhten Herstellkosten durch Wochenendarbeit

Assistenzsystem in der Produktion


oder durch das Ausweichen auf andere Maschinen-klassen zu berücksichtigen. Das Assistenzsystem wird mit bestehenden Planungssystemen der Anwendungs-partner systemtechnisch verknüpft. Hierdurch ist die Übermittlung von relevanten Informationen über die aktuelle und erwartete Kapazitätsauslastung sicherge-stellt.

Anwendungen und ErgebnisseMit der Umsetzung der angestrebten Methode wird erstmalig ein Assistenzsystem geschaffen, das die aktuelle und zukünftige kapazitive Auslastung der produzierenden Unternehmen berücksichtigt. Die kapazitätsbasierte Produktionsplanung und -steue-rung ermöglicht den produzierenden Unternehmen eine aktive Steuerung der Produktionsauslastung, Glättung der Ressourcenauslastung sowie genauere Angebotskalkulation. So werden die Belastungen der Produktionsmitarbeiter durch Eilaufträge minimiert und die Motivation sowie Liefertermintreue nachhaltig gesteigert.


●● Spreitzer GmbH & Co. KG, GosheimHersteller von Spann- und Messtechnik: Entwick-lung der Auftragsabwicklung im Sondervorrich-tungsbau

●● Lauscher Präzisionstechnik GmbH, AachenHersteller und Zulieferer für die Luftfahrtbranche: Entwicklung der Auftragsabwicklung in der Serien-fertigung

●● Fauser AG, GilchingEntwickler von Systemen für die Fertigungsplanung: Umsetzung der Methode in ein Assistenzsystem

●● Leibniz Universität Hannover, Institut für Fer-tigungstechnik und Werkzeugmaschinen, IFW, HannoverForschungseinrichtung: Entwicklung und Erfor-schung der Methode im mathematischen Modell

Projekt Kapazitätsbasierte Produktionsplanung und steuerung in produzierenden KMU (KaPro)

Koordination Spreitzer GmbH & Co. KGHerr Michael SpreitzerBrücklestraße 2178559 GosheimTel.: 07426 9475-25 E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/kapro


BMBFReferat Produktion und Dienstleistung; Zukunft der Arbeit


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

Zerspanung eines Luftfahrtbauteils aus Titan


www.produktionsforschung.de/projekt/kapro



Der Leichtbaugedanke prägt das Bild vieler technischeEntwicklungen. Eine stetige Verbesserung der Energie-und Ressourceneffizienz ist in vielen Industriebran-chen, wie z. B. der Luft- und Raumfahrt-, der Energie- sowie der Automobilindustrie, ein wichtiges Leitziel. Der Trend geht hin zu funktionellen Bauteilen und zu schwer zerspanbaren Hochleistungswerkstoffen. Bei der Schlichtfräsbearbeitung solcher Bauteile kommen filigrane Fräswerkzeuge zum Einsatz, um beispielswei-se integrierte dünnwandige Kühlkanäle zu fertigen. Entsprechende Fertigungsprozesse neigen zu starken Vibrationen, welche das Bearbeitungsergebnis negativ beeinträchtigen.

r

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Forschungsprojekts NiTiPro-stab ist die Entwicklung eines Werkzeugsystems mit signifikant reduzierter Neigung zu mechanischen Schwingungen während des Zerspanungsprozesses. Durch die Anwendung dämpfender Nickel-Titan-Form-gedächtniselemente (NiTi-Elemente) soll die Prozess-stabilität bei der Schlichtfräsbearbeitung von labilen Bauteil-Werkzeug-Kombinationen erhöht werden. Der Einsatz von NiTi-Komponenten in Spannhülsen oder Spannsystemen verspricht großes Potenzial zur

Verbesserung derartiger Fertigungsprozesse. Neben besseren Oberflächengüten sind deutlich höhere Werk-zeugstandzeiten und kürzere Bearbeitungszeiten zu erwarten.

Technologie und MethodikSuperelastische Nickel-Titan-Formgedächtnislegie-rungen zeigen ein besonderes mechanisches Verhalten (eine ausgeprägte Hysterese). Derartige Werkstoffe eig-nen sich daher hervorragend zur Dämpfung schwin-gungsbehafteter Prozesse. Dafür ist es erforderlich, das Dämpfungsvermögen des NiTi-Materials durch geeignete Legierungsanpassungen und optimierte Fer-

tigungsprozesse zu maximieren und in reproduzierbarer Qualität herzustellen. Die Zusammenhän-ge zwischen Fertigungsprozess und Werkzeugsystem werden im Projekt systematisch untersucht. Darauf aufbauend wird eine schwingungsdämpfende Werk-zeug-Spannhülse entwickelt. Des Weiteren wird ein Softwarewerk-zeug eingesetzt, welches auf Basis von theoretischen Modellen die Auswirkungen des NiTi-Einsatzes analysiert und eine Vorhersage zur werkzeugseitigen Steifigkeit und Dämpfung ermöglicht. Im Projekt werden Prototypen entwickelt und deren Verhalten unter realistischen Fertigungsbe-dingungen von schwer zerspan-baren und filigranen Formen untersucht.

Anwendungen und ErgebnisseMithilfe des KMU-innovativ-Projekts werden die Partner befähigt, schwingungsreduzierte Zerspanungs-prozesse durch dämpfende Werkzeuge zu entwickeln, um so ihre Wettbewerbsfähigkeit auf internationalen Märkten im Bereich Automobilindustrie sowie der Luft- und Raumfahrt auszubauen.

High-End-Fräsen mit „Gedächtnis“ (NiTiProstab)

Vom Rohmaterial zum Turbinenrad


Projektpartner und -aufgaben

●● Ingpuls GmbH, BochumHersteller intelligenter Werkstoffe: Entwicklung und Produktion von Nickel-Titan-Formgedächtnis-legierungen

●● Rineck GmbH, HarsewinkelHersteller Werkzeugtechnik: Entwicklung der schwingungsdämpfenden Werkzeug-Spannhülse auf Nickel-Titan-Basis

●● SAB Technology GmbH, RattenkirchenEndanwender: Anwendung und Demonstration der NiTiProstab-Entwicklungen sowie Bereitstellung von Know-how

●● Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, IPT, AachenForschungseinrichtung: Durchführung von Stabi-litätsanalysen, Entwicklung einer Software für die Modellierung der Fräswerkzeug-Nachgiebigkeit sowie Bereitstellung von Prozesswissen

Projekt Einsatz superelastischer Nickel-Titan-Form-gedächtnislegierungen zur Steigerung der dynamischen Prozessstabilität bei der Fräs bearbeitung (NiTiProstab)

Koordination Ingpuls GmbHDr.-Ing. Christian GroßmannWerner Hellweg 42944894 BochumTel.: 0234 7774437-0 E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/nitiprostab


BMBF-Referat Produktion und Dienstleistung; Zukunft der Arbeit


Ansprechpartner Frau Dipl.-Ing. Ulrike KirstenTel.: 0351 463-31411 E-Mail: [email protected]

Mechanische Bearbeitung von Formgedächtnislegierungen-Halbzeugen


www.produktionsforschung.de/projekt/nitiprostab



Mit Abstand mehr Gestaltungsfreiheit in Beton (PosiTex)

Textilien als Bewehrungsstrukturen für Betonelemente ermöglichen aufgrund ihrer Korrosionsbeständig-keit eine geringere Betonüberdeckung. Dies erlaubt im Vergleich zu Stahlbeton eine filigranere Bauweise und eine größere Gestaltungsfreiheit. Marktrelevante Bewehrungstextilien gibt es als trockene (biegeschlaf-fe) oder beschichtete (steife) Materialien. Die Textilien werden vor dem Betongießen in mehreren Lagen in

das Bauteil eingebracht. Zwischen die einzelnen Lagen werden manuell Abstandhalter eingebaut. Der Bau solcher Bewehrungsstrukturen ist sehr anspruchsvoll und zeitaufwendig, sodass die Herstellung von Textil-betonbauteilen im Gießverfahren vergleichsweise teuer ist. Außerdem können viele komplexe Geometrien nicht als bewehrte Betonteile realisiert werden, da es nicht möglich ist, mithilfe der punktuell eingebrachten Abstandhalter die engen Toleranzen bei der Fertigung der Textilbewehrung einzuhalten.

Aufgaben und ZieleZiel des KMU-innovativ-Projekts PosiTex ist die Ent-wicklung von Bewehrungstextilien mit integriertem Abstandhalter aus Vlies. Dabei werden zwei Ansätze verfolgt. Zum einen wird ein biegeschlaffes Textil zur Herstellung komplexer bewehrter Betonbauteile entwickelt. Dieses Textil soll als Rollenware vorgehaltenwerden, was bei komplexen Formen den hohen Ver-schnitt gegenüber Tafelware reduziert. Zum anderen

ist die Entwicklung eines epoxidbeschichteten, steifen Textils zur Herstellung großflächiger Bauteile geplant. Durch die Verwendung der neuartigen Bewehrungs-textilien kann der Anteil manueller Arbeit bei der Bewehrungspositionierung deutlich reduziert werden. Gleichzeitig können engere Toleranzgrenzen eingehal-ten werden.

Technologie und MethodikZunächst wird ein Herstel-lungsverfahren zum Fügen von Bewehrungstextil und Abstands-vlies entwickelt. Dazu werden verschiedene Materialkombina-tionen und verschiedene Fü-geverfahren untersucht. Als Ergebnis sollen Bewehrungstex-tilien mit integriertem Abstand-halter zum einen als biegeschlaffe Rollenware und zu anderen als imprägnierte Tafelware zur Verfügung stehen. Mit den neu entwickelten Textilien werden anschließend Betonierversuche durchgeführt. Dabei soll das Wechselspiel zwischen For-

menbau, Einbringen der Bewehrungstextilien, Beto-nierprozess und erzeugter Bauteilqualität betrachtet werden. Die Ergebnisse dieser Versuche sollen in einen Leit faden zur Auslegung komplexer, frei geformter Textilbetonteile einfließen.

Anwendungen und ErgebnisseDie Entwicklung adressiert den Markt für Textilbe-tonfertigteile, die extrem dünnwandig oder besonders geformt sind. Solche Bauteile können sowohl im Inte-rieur, beispielsweise als Kaminabdeckungen, als auch im Exterieur, beispielsweise als Fassadenelemente, zum Einsatz kommen. Da die Positionierung der textilen Be-wehrung durch die integrierten Abstandhalter wesent-lich einfacher ist, lässt sich bis zu 40 Prozent der Zeit beim Betonageprozess einsparen, was letztlich zu einer signifikanten Kostensenkung führt. Darüber hinaus ermöglichen die neuartigen textilen Bewehrungen eine noch nicht dagewesene Gestaltungsfreiheit bei der Herstellung von filigranen, bewehrten Betonbauteilen.

Textile Bewehrung mit integriertem Abstandhalter



●● Durapact Gesellschaft für Faserbetontechnologie GmbH, HaanBetonfertigteilhersteller: Entwicklung geeigneter Prüfgeometrien und Schalungskonzepte, Bewertung der Labormuster im Betonierprozess, Entwicklung eines geeigneten Schalungs- und Fertigungskon-zepts für PosiTex-Fertigteile

●● Albani Group GmbH & Co. KG, AugsburgTextilhersteller: Entwicklung von Gelegestrukturen, Entwicklung des Kaschierprozesses, Validierung des Produktionsprozesses und Funktionsmusterherstel-lung

●● RWTH Aachen, Institut für Textiltechnik, ITA, AachenForschungsinstitut: Analyse und Bewertung der Textilverbundproben, Bemusterung und Bewertung beschichteter Textilverbunde

Projekt Entwicklung eines integrierten Abstandhalters zur Herstellung dünnwandiger Betonbauteile mit positionsgenauer textiler Bewehrung (PosiTex)

Koordination Durapact Gesellschaft für Faserbetontechnologie GmbHHerr Jens MüllerBüssingstraße 442781 HaanTel.: 02129 567824 E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/positex




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

Kompaktieren mit Flexiroller


www.produktionsforschung.de/projekt/positex



Reparatursystem für Offshore-Windenergieanlagen (Unterwasserreparatur)

In den nächsten Jahren wird die installierte Anzahl von Offshore-Windenergieanlangen stark ansteigen. Die Funktionssicherheit der Anlagen ist für eine zuverläs-sige und effiziente Energieversorgung unerlässlich. Die Baugruppen der Windenergieanlagen sind durch Wind, Salzwasser und Wetter hohen chemischen und me-chanischen Belastungen ausgesetzt. Insbesondere bei Schweißnähten kann es zu Rissen kommen, die weiter fortschreiten und zum Totalausfall der Anlage führen können. Aufgrund des hohen Reparaturaufwandes die-ser Anlagen ist ein Bauteilversagen zu verhindern und die Rissbildung bzw. der Rissfortschritt zu unterbinden. Mit aktuellen Reparaturverfahren, wie beispielsweise dem manuellen Metallschutzgasschweißen oder Elek-trodenschweißen, ist es bislang nur begrenzt und unter großem Aufwand möglich, solche Schädigungen am Bauteil vor allem unter Wasser zu reparieren.

Aufgaben und ZieleIm KMU-innovativ-Projekt Unterwasserreparatur wird eine Demonstrationsanlage entwickelt, die eine

automatisierte und effektive Reparatur unter Wasser bis zu einer Tiefe von 50 m ermöglicht. Mittels einer in der Fertigungstechnik bewährten Schweißtechnologie, dem Rührreibschweißen (Friction Stir Welding), soll eine Reparatur der Risse ohne weitere Vorarbeiten, ohne Zusatzwerkstoffe bzw. Schutzgase und vor allem ohne Aufhärtung der umgebenden Schweißnahtberei-che ermöglicht werden. Mit dem Reparatursystem wird die Qualität erhöht und der Zeitaufwand gleichzeitig deutlich reduziert.

Technologie und MethodikDazu werden zunächst die funktionalen und techni-schen Anforderungen an das Reparatursystem, wie z. B. Montage und Haltbarkeit unter den üblichen harten Umgebungsbedingungen auf hoher See, Sicher-stellung der erforderlichen Flexibilität und zu gewähr-leistende Haltekräfte, präzisiert. Das Reparatursystem besteht aus einem Befestigungssystem und einem Schweißmodul, welche ebenso wie die Schweißtechno-logie konzipiert, entwickelt, realisiert und unter Wasser

Einsatz eines selbstpositionierenden Schiffes (Direct Positioning = DP) in einem Offshore-Windpark (OWP)


erprobt werden. Das Schweißwerkzeug soll in voller Länge über den fehlerhaften Bereich verfahren werden können, sodass der Riss im Bereich des Werkzeuges am Ende vollkommen geschlossen wird.

Anwendungen und ErgebnisseDie Entwicklung des flexiblen Systems bedeutet einen deutlichen Fortschritt für Unterwasser-Reparatur-möglichkeiten von Offshore-Bauwerken. Damit ist es zukünftig möglich, Reparaturen effizient, schnell und wirtschaftlich vor Ort durchzuführen. Ein Einsatz des neuartigen Verfahrens im europäischen Raum wird geschätzt an 60 Offshore-Anlagen pro Jahr erforderlich sein. Darüber hinaus kommt das Verfahren für alle wei-teren Baustrukturen im Unterwasserbereich infrage, beispielsweise für Ölplattformen und Spundwände bei tiefen Baugruben.


●● Ingenieurtechnik und Maschinenbau GmbH, RostockSystemlieferant, Ingenieurdienstleister: Entwicklung und Bau eines Befestigungssystems für das Schweiß-modul

●● BALTIC Taucherei- und Bergungsbetrieb Rostock GmbH, RostockIngenieurbüro: Entwicklung, Erprobung der Repara-turtechnologie

●● Paatz Viernau GmbH, ViernauMaschinen- und Anlagenbauer: Entwicklung des Schweißmoduls zur Reparatur von Rissen an Offshore-Anlagen

●● TU Ilmenau, Fakultät Maschinenbau, FG Ferti-gungstechnik, IlmenauWerkstoff- und prozesstechnische Untersuchungen: Entwicklung der Schweißtechnologie

Projekt Entwicklung eines transportablen, teilautomatisierten UnterwasserReparatursystems für OffshoreAnlagen (Unterwasserreparatur)

Koordination Ingenieurtechnik und Maschinenbau GmbHHerr Christian SiefertIndustriestraße 818069 RostockTel.: 0381 79 3424E-Mail: [email protected]



Projektlink www.produktionsforschung.de/projekt/ unterwasserreparatur




Ansprechpartner Frau Dipl.-Ing. Dorothee WeisserTel.: 0721 608-26150E-Mail: [email protected]

3D-CAD-Modell des Unterwasser-Reparaturmoduls


www.produktionsforschung.de/projekt/unterwasserreparatur



Eindrücke vom Wissenschafts- und Industrieforum Intelligente Technische Systeme Marktplatz der Projekte 11. und 12. Mai 2017, Paderborn

parlamentarischen Staatssekretärs Thomas Rachel

Ansprache des

im Rahmen der einführenden Plenar-veranstaltung zum BMBF-Spitzencluster it’s OWL

Blick in die ein-führende Plenar-veranstaltung

39EINDRÜCKE VOM WISSENSCHAFTS- UND INDUSTRIEFORUM

Vortrag zum KMU-innovativ-Pro-jekt Elba4KMU durch den Koordinator Josef Gramespacher, 3RS-Software GmbH Co. KG

Blick in die beglei-tende Ausstellung, auf der sich auch Projekte der Förder-maßnahme „KMU-innovativ: Produk-tionsforschung“ präsentierten


Fachlicher Austausch am Stand des KMU-innovativ-Projekts AuDeCUt

Forscher und Ent-wickler im Gespräch

ImpressumHerausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Produktion und Dienstleistung; Zukunft der Arbeit 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 August 2017

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

GestaltungW. Bertelsmann Verlag, Bielefeld; Christiane Zay

DruckDruck- und Verlagshaus Zarbock GmbH & Co. KG

BildnachweiseTitel: Fraunhofer IWUS. 2: Presse- und Informationsamt der Bundesregierung, Steffen Kugler: Vorwort (Porträt Prof. Dr. Johanna, Wanka)S. 2/3: IXUN Lasertechnik GmbHS. 5: temicon GmbHS. 6, 7: SHS Technologies GmbHS. 8, 9: ELCEDE Electronics-Laser-Consulting-Engineering GmbHS. 10, 11: Univer Gesellschaft mit beschränkter HaftungS. 12, 13: RAS AGS. 14, 15: Wetec Ltd.S. 16, 17: Budelmann Elektronik GmbH, Marcel KrönerS. 18: Tartler GmbHS. 19: IVW GmbHS. 20, 21: Empl Anlagen GmbH & Co. KGS. 22, 23: Schniewindt GmbH & Co. KGS. 24, 25: creative automation GmbH & Co. KGS. 26, 27: GEFERTEC GmbHS. 28, 29: FGB: Entwicklung & Konstruktion GmbHS. 30: Fauser AGS. 31: Lauscher Präzisionstechnik GmbHS. 32: SAB Technology GmbHS. 33: Ingpuls GmbHS. 34: DuraPact Gesellschaft für Faserbetontechnologie GmbHS. 35: Produktion, DuraPact Gesellschaft für Faserbetontechno-logie GmbHS. 36: Baltic TaucherS. 37: IMG mbHS. 38, 39, 40: it’s OWL Clustermanagement

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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