Produktion und Dienstleistung – Fertigungstechnologien und -verfahren

Innovative Fertigungstechnologien erhöhen die Produktionseffizienz und Produktqualität. Fraunhofer-Forscher arbeiten mit Hochdruck an neuen, umweltfreundlichen und zugleich großserientauglichen Fertigungstechniken. Optimierte Umform-, Kleb- und Pulvertechniken gehören ebenso dazu wie die Mikromontage, lackverlustfreie Beschichtungsverfahren und die Lasertechnik.

Produktion und Dienstleistung

Referenzprojekte – Fertigungstechnologien und -verfahren

Track & Trace per Fingerabdruck

Rückverfolgbarkeit von Massenbauteilen - Voraussetzung für die Prozessoptimierung

Einzelne Komponenten komplexer Produkte zurückzuverfolgen, gestaltet sich in Zeiten stark vernetzter Produktionsketten und globaler Zulieferketten schwierig. Bei hochpreisigen Komponenten setzt die Industrie RFID-Etiketten, DataMatrix-Codes oder auch chemische Marker zur Identifizierung ein. Doch auch bei Massenbauteilen ist eine lückenlose Rückverfolgbarkeit der Produktionshistorie sinnvoll: Denn einmal verbaut, kann auch ein nur wenige Cent teurer Stecker die Funktionsfähigkeit und Langlebigkeit eines komplexen und teuren Endprodukts beeinträchtigen. Für kleine, preissensitive Bauteile wie z. B. elektrische Steckverbinder oder Zündkerzen sind kostengünstige »Track & Trace«-Lösungen gefragt. Etiketten oder spezielle Markierungen sind hier oftmals zu teuer oder technisch nicht realisierbar.

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Analysetool für chemische Prozesse: Energiesparen bei der Chemikalienherstellung

Die Herstellung von Chemikalien verschlingt extrem viel Energie: So ist die Chemikalienherstellung für 20 Prozent des gesamten gewerblichen Energiebedarfs in Europa verantwortlich. Gelingt es diesen zu senken, schont das sowohl die Umwelt als auch die Budgets der Unternehmen. Um dieses Ziel zu erreichen, hat das Team um PD Dr. Michael Bortz und Prof. Dr. Karl-Heinz Küfer vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM eine modellbasierte Toolbox entwickelt. Die Algorithmen vereinen maschinelle Lernverfahren mit physikalischen Zusammenhängen und bilden so die Prozesse realitätsnah ab. Das Resultat: Bei einer bestehenden Produktionsanlage konnten bereits Energieeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich erreicht werden.

Der Chemieriese BASF SE sowie das schweizerische Chemie- und Pharmaunternehmen LONZA Group AG sehen darin einen immensen Nutzen; bei der BASF SE steht die Toolbox hunderten von Prozessingenieuren zur Verfügung. Dabei ist sie nicht auf die chemische Industrie beschränkt. Sie bringt überall dort Vorteile, wo Prozesse mit einer großen Zahl an Einflussfaktoren gesteuert werden. 

3D Cover – Metallische Werkstoffe in der Prozesskette der Additiven Fertigung

3D COVER erforscht und entwickelt materialspezifische Grundlagen für die Verfahren der pulverbettbasierten additiven Fertigung (AM) mittels Laser (selektives Laserschmelzen – SLM) für metallische Werkstoffe.

Das »3D COVER« Projekt wird durch Mittel der EU gefördert und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Es schafft Forschungsgrundlagen für die gesamte Prozesskette dieses Verfahrens, das sich zu einer Fertigungstechnik entwickelt, die ähnlich wichtig sein wird wie die traditionelle Bauteilproduktion über mechanische Verfahren und Gießprozesse.

Augmented Reality in der Produktion

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Die Augmented-Reality-Brille visualisiert Montageanleitungen und hilft so neuen Mitarbeitern bei ihren Aufgaben.
© Fraunhofer IPA
Die Augmented-Reality-Brille visualisiert Montageanleitungen und hilft so neuen Mitarbeitern bei ihren Aufgaben.

Fehler vermeiden und die Effizienz steigern – darum drehen sich die AR-Visualisierungslösungen zur Prozessablauf- und Montage-Unterstützung am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Vorangetrieben werden die Lösungen von den Forschern Florian Strieg und Günther Riexinger.

Die Wissenschaftler haben interaktive Anwendungen zur Erstellung und Visualisierung von Montage-Instruktionen entwickelt. Ein Monteur ist durch die Augmented-Reality-Brille beispielsweise in der Lage, sich detaillierte Anweisungen zum Zusammenbau neuer Bauteile anzeigen zu lassen. Das minimiert den Schulungsaufwand. Auch gedruckte Anleitungen sind nicht mehr nötig. Die interaktive Unterstützung von Prozessabläufen ist eines von mehreren Forschungsprojekten am Fraunhofer IPA, die sich zum Ziel gesetzt haben Montage-, Instandhaltungs- und Planungsaufgaben zu vereinfachen und zu beschleunigen.

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Leitprojekt »EVOLOPRO« – Evolutionäre Selbstanpassung komplexer Produktionsprozesse und Produkte

© Fraunhofer IPT

Ziel des Leitprojektes »EVOLOPRO« ist es, evolutionsbiologische Mechanismen zur Erzeugung einer neuen Generation von Produktionssystemen zu nutzen. Solche »Biological Manufacturing Systems« sind fähig, sich analog zu biologischen Organismen selbstständig an neue Anforderungen und Umgebungsbedingungen anzupassen. Ein Biological Manufacturing System benötigt dafür nicht wie die Natur viele Jahrtausende. Durch aktuelle Errungenschaften im Umfeld von »Industrie 4.0« kann dies innerhalb kürzester Zeit vollzogen werden.

Fraunhofer-Leitprojekt »Go Beyond 4.0«

Fraunhofer-Leitprojekt »Go Beyond 4.0«

Digitale Druck- und Laserverfahren werden bislang kaum in der Massenproduktion eingesetzt, um Produkte zu individualisieren. Dabei ließen sich mit dieser Kombination Serienprodukte ressourcenschonend und kosteneffizient bis hin zum Unikat individuell gestalten. Dieser Herausforderung nimmt sich das neue Fraunhofer-Leitprojekt »Go Beyond 4.0« an.

futureAM – Next Generation Additive Manufacturing

Am 14.11.2017 startete in Aachen unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT das Fraunhofer-Fokusprojekt futureAM. Sechs Projektpartner – die Fraunhofer-Institute ILT, IWS, IWU, IGD und IFAM sowie das LZN Laser Zentrum Nord – haben sich ein klares Ziel gesetzt: In den kommenden drei Jahren wollen sie im engen Schulterschluss die Voraussetzungen für deutliche Technologiesprünge im Bereich Additive Manufacturing mit metallischen Werkstoffen (Metall AM) schaffen.

Fraunhofer-Verbund Produktion

Der Fraunhofer-Verbund Produktion ist eine Kooperation von Fraunhofer-Instituten mit dem Ziel, produktionsorientierte Forschung und Entwicklung gemeinsam zu betreiben, um den Kunden in Industrie, Handel und Dienstleistung durch die Bündelung der vielfältigen Kompetenzen und Erfahrungen der einzelnen Institute auch umfangreiche, ganzheitliche Problemlösungen aus einer Hand anbieten zu können.