Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT
Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT

AM SYSTEME

Die Abteilung AM Systeme entwickelt maßgeschneiderte Lösungen für die smarte und hoch automatisierte additive Produktion. Hierbei werden Konzepte der qualitätsgesicherten »First Time Right«-Fertigung komplexer Bauteile der Losgröße 1 entwickelt und diese bis hin zu intelligenten Maschinenverkettungen im Sinne von Industrie 4.0 realisiert. Die Abteilung gliedert sich in zwei Fachgruppen, in denen die notwendigen technologischen Bausteine entwickelt und für die Industrie umgesetzt werden. Die Dienstleistung umfasst dabei die Entwicklung einzelner Systemkomponenten, die Verknüpfung und Realisierung vollständig autonomer Prozessketten sowie ihre Umsetzung als Additive Mobile Factory. Hinzu kommen die Abbildung der Prozessabläufe in einem digitalen Zwilling und die simulationsgestützte Optimierung von Produktionslinien in einem selbstentwickelten Tool.

 

Automation & Sensorik

© Fraunhofer IAPT

Die Gruppe Automation & Sensorik hat sich zum Ziel gesetzt, die Autonomie der AM-Produktionsprozesse durch eigens entwickelte Sensoren, Kalibration und Automatisierungslösungen zu steigern. Die Kosten für manuelle Eingriffe und manuelle Nachbearbeitung sowie nachgelagerte Qualitätssicherung können dadurch reduziert werden. Diese Entwicklungen umfassen u. a.:

  • Die Entwicklung neuartiger optischer und akustische Sensorlösungen für additive und konventionelle Prozesse
  • Eine Genauigkeitssteigerung durch Sensorik- und Systemkalibration
  • Die Entwicklung intelligenter Roboter- und CNC-basierter Automatisierungslösungen
  • Mensch-Maschinen-Kooperation mittels Augmented Reality und Sensorik

Directed Energy Deposition Systems

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Der Fokus dieser Gruppe liegt auf der Entwicklung von hochproduktiven Auftragschweißtechnologien (Directed Energy Deposition DED) und ihrer peripheren Systemtechnik für die additive Fertigung. Dieser aus der Beschichtung und Reparatur von Bauteilen adaptierte Prozess umfasst die Technologien des Laser-Pulver- und Laser-Draht- sowie Lichtbogen-Draht-Auftragschweißens. Je nach Bauteil und Fertigungsanforderung können somit maßgeschneiderte Lösungen entwickelt werden. Die Schwerpunkte dieser Fachgruppe liegen u. a. in der:

  • Entwicklung von Bahnplanungstools für das Auftragschweißen komplexer 3D-Strukturen
  • DED Prozess- und Applikationsentwicklung durch Machine-Learning-Algorithmen
  • Konzeptionierung und Realisierung von ortsunabhängigen und autonomen Fertigungseinheiten inkl. der Endbearbeitung von Bauteilen
  • Simulationsgestützten Optimierung von Fabrik- und Fertigungsstrukturen inkl. ihrer Abbildung durch einen digitalen Zwilling

Beispielprojekte

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Additive Mobile Factory

AMF

Das Projekt zielt darauf ab, die Bestandteile einer hybriden Prozesskette mit unterschiedlichen Auftragschweißverfahren und spanender Nachbearbeitung weiterzuentwickeln. Die Ergebnisse fließen dabei direkt in den Aufbau der mobilen und dezentral einsetzbaren Fertigungslösung.

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SensePRO

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer richtungsunabhängigen Sensorik für roboter- und CNC-gestützte Schweiß- und Auftragprozesse zur In-Prozess-Qualitätssicherung und Regelung. Dadurch wird der Ausschuss minimiert und die nachgelagerte Qualitätssicherung obsolet.

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REGIS

Um wirtschaftlich Großbauteile fertigen zu können, wird in diesem Projekt ein hybrider Ansatz durch das Fügen additiv gefertigter Bauteile untersucht. Titanbauteile aus der Luftfahrt werden dabei segmentweise mit der Lichtbogen Draht Auftragschweißen hergestellt und anschließend mit einem Laser verschweißt.

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Smart4DED

Ziel dieses Verbundvorhabens ist die wirtschaftliche und ressourcenschonende Fertigung von Luftfahrtbauteilen mittels Laser Pulver Auftragschweißen. Es wird hierzu eine maßgeschneiderte Anlage entwickelt und in eine durchgängige Prozess- und Datenkette integriert. So sollen Bauteile aus Titan zukünftig kosteneffizient hergestellt werden.

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FlexWeld

Ziel des Projektes FlexWeld ist die Entwicklung eines mobilen Laser-Draht-Auftragschweißsystems, welches für die Reparatur von Defekten in großen Spritzgusswerkzeugen verwendet wird. Das ferngesteuerte System bietet damit eine effiziente Alternative zum kostenintensiven Austausch der Werkzeuge.

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PAULA

Ziele sind die Effizienzsteigerung der 3D Druck Technologie, um Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu verbessern. In diesem Kontext soll die Anwendung von Industrie 4.0 Fabrikstrukturen Deutschland im internationalen Wettbewerb stärken.