Unser Anlagenpark

Den Kern des gesamten Produktionsnetzwerkes bildet eine technologische Forschungsinfrastruktur, welche ein verteiltes, modulares und selbstorganisierendes Produktionsnetzwerk in industriellem Maßstab umsetzt. Diese Skala ist notwendig, um fertigungstechnologische Herausforderungen direkt auf der relevanten Skala zu adressieren, um industrienahe Daten in ausreichender Menge und guter Qualität zu akquirieren und um Unternehmen eine überzeugende Plattform zur Integration der erforschten Technologien zu bieten.

Digitaler Hallenrundgang

Forschungsinfrastruktur

CNC

Die Computerized Numerical Control-Zelle bildet mit drei unterschiedlichen Anlagen ein breites Spektrum zerspanender Bearbeitungsprozesse ab. Es stehen eine Hochgeschwindigkeit 5-Achssystem sowie eine 3-Achs-Fräsmaschine für die Bearbeitung von Kunststoffen, Stahl und NE-Metallen zur Verfügung. Besonders interessant ist unter anderem die Möglichkeit zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Faserverbund-Materialien mit bis zu 75.000 U/min. Neben den Anlagen steht außerdem eine fünfachsige Drehmaschine für die Fertigung nicht rotations-symmetrischer Drehteile bereit. Die Anlagen unterstützen sowohl die Probenpräparation als auch die Fertigung von Komponenten für das KI-Werk. Sie werden mit anderen Fertigungsverfahren kombiniert, wie z.B. mit additiven Fertigungsverfahren, um optimale Oberflächen zu erhalten. Die Forschenden überwachen die Prozesse sensorisch mit neuesten Methoden und werten die anfallenden Daten mit Methoden der künstlichen Intelligenz aus. Neben Konzepten zur Prozessdokumentation und Echtzeitüberwachung erforscht die Universität Augsburg auch Methoden zur prädiktiven Wartung bzw. zum optimiertem Werkzeugwechsel.

 

 

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NDI-Zelle

Die zerstörungsfreie Prüfung (Non-Destructive Inspection - NDI) bildet v.a. bei sicherheitsrelevanten hochbelasteten Strukturbauteilen z.B. der Luft- und Raumfahrt einen unabdingbaren Teil des Fertigungsprozesses. Je nach Verfahren muss für die Inspektion hochqualifiziertes Personal eingesetzt werden. Im Rahmen einer multimodalen NDI-Zelle werden Untersuchungsobjekte voll automatisiert erkannt und roboterbasiert mit unterschiedlichen Prüfverfahren (Thermografie, Ultraschall, Optisch, …) zerstörungsfrei geprüft. Dazu erstellt ein KI-basiertes System ein individuelles Prüfprogramm entsprechend den Anforderungen des Untersuchungsobjekts. Hierbei sollen KI-Methoden helfen, Prüfkonzepte möglichst effizient zu gestalten oder wahlweise bei hohen Anforderungen die Prüfung bezüglich der Diagnosegüte zu optimieren. Im Anschluss an die Prüfung werden die anfallenden Daten verschiedener Prüfmethoden fusioniert und automatisiert durch Methoden der künstlichen Intelligenz ausgewertet. Dadurch entstehen präzise, verlässliche und reproduzierbare Prüfergebnisse zur Sicherung der Qualität sowie zur Rückführung der Ergebnisse in die Produktion für eine Prozessoptimierung.

 

 

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Robotergestützte Computertomographie

Computertomographie (CT)-Systeme nutzen Röntgenstrahlung zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen. Solche Systeme werden u.a. für die präzise Bauteilprüfung in der Entwicklung und während der Serienfertigung eingesetzt. Die CT-Röntgentechnologie liefert einen zerstörungsfreien Einblick in Bauteile. Für herkömmliche Computertomographie-Anlagen ist die Größe der zu untersuchenden Objekte mit tolerierbaren Maßen bis zu einem Meter oft stark beschränkt und größere Komponenten oder Systeme können nur mit hochspezialisierten Anlagen gescannt werden. Die Lösung dieses Problems ist eine hochmoderne robotergestützte Tomographieanlage. Zwei kollaborierende Roboter bilden das Herz der Anlage, von denen einer die Röntgenquelle, der andere den Detektor trägt. Dadurch wird das Scannen großer und komplexer Geometrien ermöglicht. Durch die Flexibilität der Roboter können außerdem mit nur einem Setup verschiedenste Prüfaufgaben bewältigt werden. Die Anlage ermöglicht daher die Untersuchung der im KI-Werk erstellten Komponenten, und Rückführung dieser Informationen in die Produktion für eine Prozessoptimierung. Darüber hinaus können auch kleinere Anlagen oder Prüfmaschinen in-situ mit der Anlage überwacht werden.

 

 

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Robotergestützte Komponentenprüfung

Das Forschungsziel der robotergestützten Komponentenprüfung ist die Umsetzung eines flexiblen Prüfstands zur mechanischen Charakterisierung von Bauteilen und Komponenten, welche im KI-Werk hergestellt werden. Die Zelle verfügt über ein Spannfeld zur Befestigung des Prüfkörpers sowie zwei Schwerlastroboter und einen Linearprüfzylinder zur Aufbringung von Lasten auf den Prüfkörper. Zudem steht optische Sensorik zur Messung der Verformung des Bauteils zur Verfügung. Der große Vorteil dieser Konfiguration gegenüber klassischen Prüfständen oder Prüfmaschinen liegt in der Flexibilität, der vielfältigen Möglichkeiten der Einbringung von Lasten, sowie der möglichen Größe von zu prüfenden Bauteilen. Die aktuellen wissenschaftlichen Herausforderungen liegen in der Planung von komplexen Lastfällen, der Steuerung der Roboter und der mechanischen Umsetzung von spezifischen Prüfungen, wobei KI-Lösungen zur Unterstützung der Prüfplanung zum Einsatz kommen.

 

 

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Hybrid-Spritzguss-Anlage

Für den Hybridspritzgießprozess steht ein komplexes Anlagensystem aus vertikaler Schließeinheit, verfahrbarem Werkzeugschlitten und 2K Plastigiziereinheiten in Kombination mit dem Spritzgießen von metallischen Komponenten (v.a. metallischen Gläsern) zur Verfügung. Die vertikale Schließeinheit ermöglicht zusammen mit dem verfahrbarem Werkzeugschlitten das einfache Einbringen von Halbzeugen wie faserverstärkte Tapes oder recycelte Gelege. Mit den Plastifiziereinheiten können duromere, thermoplastische oder physikalisch geschäumte Polymere in beliebiger Kombination im 2K Spritzgießen verarbeitet werden und führen so zu einer optimalen Prozess- und Materialvariabilität. Durch die Kombination der (faserverstärkten) Polymere mit dem Spritzgießen von metallischen Komponenten und der automatisierten Prozessverknüpfung ergeben sich weitere spannende Möglichkeiten, hybride Werkstoffe in seriennahem Umfeld entwickeln und herstellen zu können.

 

 

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Seilroboter

Der Seilroboter ist ein modulares und flexibles 3D-Positioniersystem. Der Endeffektor des Roboters wird durch Seile bewegt und durch einen Lasertracker verfolgt. Auf diese Weise sind sowohl schnelle als auch präzise Bewegungen im Raum möglich.

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Mixed Robotics

In der Zelle "Mixed Robotics" geht es um die Entwicklung einer flexiblen Bearbeitungs- und Handhabungsroboterzelle. In der Zelle sollen verschiedene Arten von Robotern, wie Industrieroboter, Leichtbauroboter und mobile Roboter untereinander und mit Menschen zusammenarbeiten können. Die Forschungsschwerpunkte sind hierbei die Entwicklung von Plug-&-Produce Konzepten (Wie funktioniert Plug-&-Play für Industriekomponenten?), die Multi-Roboter-Kollaboration (Wie können Teams von Robotern zusammenarbeiten?) und die Mensch-Roboter-Kollaboration (Wie können Teams von Robotern und Menschen zusammenarbeiten?).

 

 

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CVD

Die CVD-Faserbeschichtungsanlage dient der homogenen Beschichtung keramischer Fasern mittels Chemical Vapor Deposition. Sie besteht aus einem Faserspulsystem und einer Prozesskammer, die eine kontinuierliche Beschichtung von Fasern mit unterschiedlichen Gasen ermöglicht. Die Anlage beinhaltet zudem umfangreiche Sensorik zur Echtzeitüberwachung der Prozessparameter. Diese Daten werden zur Analyse und datenbasierten Optimierung des Beschichtungsprozesses herangezogen. Damit können die Eigenschaften der beschichteten Fasern mit der Prozessführung korreliert und entsprechend die Faser-Matrix-Grenzflächeneigenschaften im keramischen Faserverbundwerkstoff optimiert werden.

 

 

 

 

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Friction Stir Welding

Friction Stir Welding (FSW) ist, verglichen mit anderen Fügeverfahren, ein neuartiges Fügeverfahren und findet seine Anwendung in unterschiedlichen Branchen wie zB. Der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder der Bahn. Der FSW-Prozess eignet sich insbesondere für schwer verschweißbare Metalle und Legierungen. Dafür kann auf unterschiedliche Anlagentypen zurückgegriffen werden, wie zB. eine roboterbasierte Anlage oder eine Portalanlagen. Das roboterbasierte FSW bietet den Vorteil einer flexibleren geometrischen Bahnführung wohingegen die Stärke von Portalanlagen bei dem Fügen einfacherer Geometrien mit größeren Prozesskräften und hohen Form- und Lagetoleranzen v.a. im Serieneinsatz liegt.

 

 

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Kooperationen erwünscht!

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