FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT
JAHRESBERICHT
2015
JAHRESBERICHT
2015
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VORWORT
Liebe Leserinnen und Leser,
Initiative unseres Geschäftsfelds »Turbomaschinen«: der Innovationscluster »Adaptive Produktion für Ressourceneffizienz in
wenn Sie heute am neuen Aachener Campus-Boulevard
Energie und Mobilität«. Aus der mehrjährigen Kooperation mit
entlang fahren, fällt Ihr Blick unweigerlich auf zwei imposante
22 Partnern aus Industrie und Wissenschaft haben wir im ver-
Lichtkunstwerke: An den Fassaden der Neubauten von Fraun-
gangenen Jahr das »International Center for Turbomachinery
hofer IPT und ILT gestaltete die Aachener Künstlerin Annette
Manufacturing«, kurz ICTM, gegründet und werden damit die
Sauermann auf rund 156 m² großen Glasflächen zwei Netz-
gute Zusammenarbeit weiter ausbauen.
werkzeichnungen aus 6560 LED-Modulen in Ketten mit 410
Metern Gesamtlänge. Im Auge des Betrachters schafft unsere
Mit Freude und auch ein bißchen Stolz können wir außerdem
»Kunst am Bau« ein animiertes und sich stetig veränderndes
bekanntgeben, dass unsere Projektgruppe »Entwurfstechnik
Bild aus Licht, Farbe und Form. »Netzwerke des Wissens«
Mechatronik« in Paderborn nach einer fünfjährigen
wurden die Kunstwerke bei ihrer Einweihung im Februar 2015
Aufbauphase positiv evaluiert wurde: Ab dem 1. Januar 2016
getauft und sie symbolisieren, pulsierend und lebendig, Ziel
wird die Projektgruppe nun als Fraunhofer-Einrichtung für
und Anspruch unserer Arbeit in den Instituten.
Entwurfstechnik Mechatronik IEM unter der Leitung von
Ansgar Trächtler ihre eigenen Wege gehen. Wir freuen uns,
Vernetzung und Veränderung sind auch zentrale Aspekte
inhaltlich auch in Zukunft vertrauensvoll mit den Paderborner
in unserer Diskussion mit Industrie und Wirtschaft: Mit dem
Kollegen zusammenzuarbeiten und sind sicher, dass sich das
Wortlaut »Vernetzte, adaptive Produktion« haben wir uns
junge Fraunhofer IEM erfolgreich weiterentwickeln wird.
deshalb ein neues Leitmotiv gegeben, das als Gestaltungsmodell für unser künftiges Kompetenz- und Leistungsportfolio
Mein herzlicher Dank – auch im Namen von Christian Brecher,
dienen soll: Vernetzt, indem wir schnell und effizient relevantes
Robert Schmitt und Günther Schuh – gilt natürlich nicht nur
Technologiewissen gewinnen und bereitstellen. Adaptiv in
jenen, die an den hier hervorgehobenen Entwicklungen mit
unserer Fähigkeit, Fertigungsprozesse zu gestalten, die sich
großer Leidenschaft mitgewirkt haben, sondern auch allen
selbstständig anpassen und optimieren. Und die Produktion als
anderen, die dies mit Zuverlässigkeit, Flexibilität und hohem
unser Kerngeschäft, diese Prozesse auch in ihren Grenzberei-
persönlichem Einsatz möglich gemacht haben: Allen voran
chen noch sicher zu beherrschen.
unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, aber auch Kunden,
Partnern, Förderern und Freunden – kurz unseren »Netzwerken
In den vergangenen Jahren haben wir bereits einiges unter-
des Wissens«, ohne die viele unserer kleinen und großen
nommen, um unsere Geschäftsfeld-Aktivitäten systematisch
Erfolge nicht denkbar wären. Wir freuen uns gemeinsam auf
zu stärken und unsere Arbeiten noch gründlicher an den
spannende neue Aufgaben und ein erfolgreiches Jahr 2016!
Bedürfnissen unserer Kunden auszurichten. Heute können wir
feststellen, dass die Geschäftsfelder mit 70 Prozent des Gesamtumsatzes unsere relevanten thematischen Schwerpunkte
Aachen, im März 2016
hervorragend abbilden. Aus ihnen sollen daher zukünftig noch
umfassendere strategische Impulse für Großprojekte ausgehen.
Ein Beispiel, wie solche Projekte für alle Beteiligten gewinnbringend abgeschlossen und verstetigt werden können, zeigt eine
2
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke
Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher
3
INHALT
2
Vorwort
Unser Profil
6
Das Fraunhofer IPT im Profil
7
Das Erfolgsrezept: Menschen und Maschinen
10
Denken in Prozessketten
11
Leitbild
12
Organigramm
14
Ausstattung
16
Das Institut in Zahlen
7
Das Erfolgsrezept: Menschen und Maschinen
Unser Netzwerk
18
Kuratorium
19
Die Fraunhofer-Gesellschaft
20
Exzellente Zusammenarbeit
22
Spin-offs
24
Unsere Außenstellen
25
Internationale Aktivitäten
24
Unsere Außenstellen
Unser Leitmotiv
26
Vernetzte, adaptive Produktion
28
Vernetzung von Technologie- und Prozesswissen
30
Online-/Offline-Adaptivität von Prozessen und
Prozessketten
32
Tiefgehendes Technologieverständnis für die
26
Hochleistungsproduktion
Vernetzte, adaptive Produktion
4
Unsere Geschäftsfelder
36
Turbomaschinen
40
Leichtbau-Produktionstechnik
44
Werkzeugbau
48
Optik
52
Life Sciences Engineering
Unsere Kompetenzen
34
Unsere Geschäftsfelder
57
Lasermaterialbearbeitung
57
Hochleistungszerspanung
58
Feinbearbeitung und Optik
58
Präzisionsmaschinen und Automatisierungstechnik
59
Faserverbund- und Lasersystemtechnik
59
Ultrapräzisionstechnik und Kunststoffreplikation
60
Produktionsmesstechnik
60
Produktionsqualität
61
Strategisches Technologiemanagement
61
Operatives Technologiemanagement
56
Unsere Kompetenzen
Jahresrückblick
62
Messen und Konferenzen
62
Ehrungen
63
Promotionen
64
Veröffentlichungen
65
Referenzen
62
Jahresrückblick
66
Impressum
5
DAS FRAUNHOFER IPT IM PROFIL
Wer h eu t e mi t P ro d u k t e n u n d D i e n st l e i s tu n g e n e rfo l g re i c h a n g l o b a l e n Mä rk te n te i l h a b e n w ill, m uss
immer w ied er d i e e i g e n e n G re n ze n ü b e r s c h re i te n u n d Ve rä n d e ru n g e n s c h n e l l u n d fl e x i b e l m i tge st a lt e n.
Mit seinen langjährigen Erfahrungen in den Produktionstech-
unterschiedliche Netzwerke von Industrie und Wissenschaft
nologien bietet das Fraunhofer IPT Unternehmen eine fundier-
versetzt uns in die Lage, Aufgaben auch über die Grenzen eng
te Grundlage für die Digitalisierung von Produktionsprozessen,
gesteckter Arbeitsgebiete hinaus zu lösen.
Maschinen und Anlagen. Ergänzt wird die technologische
Expertise um neue Methoden der Produktionsorganisation
Unser Leistungsspektrum orientiert sich an den individuellen
und der Gestaltung industrieller Softwaresysteme. Das
Aufgaben und Herausforderungen unterschiedlicher Branchen,
Portfolio des Fraunhofer IPT reicht von der Bewertung
Technologien und Produktbereiche:
und Auslegung von Technologien und Prozessketten über
Planungs- und Steuerungskonzepte bis hin zu Regelkreisen der
• Automobilbau und -zulieferer
Qualitätsabsicherung. Mit rund 460 Mitarbeitern entwickeln
• Energie
und optimieren wir auf diese Weise neue und bestehende
• Life Sciences
Methoden, Technologien und Prozesse für eine vernetzte,
• Maschinen- und Anlagenbau
adaptive Produktion.
• Optik
• Präzisions- und Mikrotechnik
Denken in Prozessketten
• Turbomaschinen
• Werkzeug- und Formenbau
Dabei begreifen wir die Produktion nicht nur in ihren
einzelnen Schritten, sondern betrachten bei unserer Arbeit die
Gesamtheit ihrer Prozesse und die Verbindungen zwischen
Technologien für den Vorsprung
den jeweiligen Gliedern der Prozesskette – von der Vor- und
Produktentwicklung über die Produktionsvorbereitung und
Besonders wichtig ist uns der ständige Austausch mit der
die Fertigung bis zur Montage. So schaffen wir nicht nur
Industrie und die Weiterentwicklung unseres Maschinenparks.
hoch spezialisierte Einzeltechnologien, sondern erarbeiten im
Damit sichern wir Ihnen und uns technologische Aktualität
Auftrag unserer Kunden Systemlösungen für die Produktion.
für den entscheidenden Vorsprung in der Produktion. Unsere
Labore und Maschinenhallen sind auf 5000 m² mit modernster
Branchen, Produkte und Technologien im Fokus
Technik ausgestattet. Insgesamt umfasst das Fraunhofer IPT
rund 9000 m² Fläche.
In unseren Geschäftsfeldern bündeln wir die Kompetenzen
unserer Abteilungen sowie des Fraunhofer CMI und unseres
Partnerinstituts, des Werkzeugmaschinenlabors WZL der
RWTH Aachen. Unsere interdisziplinäre Einbindung in
6
DAS ERFOLGSREZEPT:
MENSCHEN UND MASCHINEN
R u n d 46 0 M en sc h en a r b e i t e n a m Fr a u n h o f e r I P T a k ti v m i t v i e l K re a ti v i tä t u n d E n g a g e m e n t a n d e r U m s e t z u n g a kt u eller Pro je k t e . A l l e M i t a r b e i t e r i n n e n u n d Mi ta rb e i te r d e s I n s ti tu ts b ri n g e n i h re K o m p e te n ze n
a b t e i l u n g sü b er g reif e n d i n i n t e rd i szi p l i n ä re Te a m s e i n : F l a c h e H i e ra rc h i e n u n d d i e Ve ra n tw o rtu n g d e s Einz e l n e n f ü r d as Gan ze b i e t e n R a u m f ü r e i g e n e I d e e n u n d m o ti v i e re n , d i e g e m e i n s a m g e s te c k te n Z i e l e zu
e r re i c h en .
Wir orientieren uns an einem Leitbild von Professionalität,
Karriereplanung. Hierfür nutzen wir eine in Zusammenarbeit
Partnerschaftlichkeit und Effizienz. Diese zentralen Werte
mit dem WZL der RWTH Aachen eigens dafür vorgesehene
haben wir uns nicht von oben herab auferlegt, sondern sie
Personalberatung, die »Karrierepool WZL Aachen PS GmbH«.
stammen als Ziel und Selbstverständnis aus der Mitte unseres
Diese unterstützt die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen
Instituts und werden seit Jahren aktiv von allen Angehörigen
und Mitarbeiter des Fraunhofer IPT und des WZL der RWTH
des Fraunhofer IPT gelebt. Das Fraunhofer IPT bietet seinen
Aachen bei der Planung und Umsetzung ihres nächsten
Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern damit ein exzellentes
Karriereschritts und baut Kontakte zu Unternehmen auf,
Arbeitsumfeld und eine Plattform zur fachlichen und persön-
die Fach- und Führungskräfte rekrutieren möchten. Diese
lichen Entwicklung für anspruchsvolle Tätigkeiten am Institut,
Beratung bei der Karriereplanung wird von fast allen unseren
in anderen Bereichen der Wissenschaft, in der Wirtschaft
wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern genutzt.
und für die Gesellschaft. Der »Transfer durch Köpfe« – das
Im Jahr 2015 haben 23 von ihnen das Institut in Richtung
Weitertragen von Fachwissen über Personen – zählt zu den
Industrie verlassen.
Aufgaben des Fraunhofer IPT.
Hervorragende Bedingungen für junge Ingenieurinnen
Karrieren beginnen am Fraunhofer IPT
und Ingenieure
Die grundlegende Personalpolitik des Fraunhofer IPT hat sich
Mit dem Ziel, mehr Wissenschaftlerinnen für eine Tätigkeit
seit Gründung des Instituts nur wenig verändert: Ziel ist es,
am Fraunhofer IPT zu begeistern haben wir im Jahr 2015
jungen wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern
die Zusammenarbeit mit dem Femtec-Netzwerk intensiviert.
in einem Zeitraum von rund fünf Jahren einen umfassenden
Die Femtec.GmbH bildet zusammen mit ihren Partnern, zu
Einblick in die Projektarbeit zu bieten und ihnen gleichzeitig
denen auch die Fraunhofer-Gesellschaft zählt, ein einzigartiges
bis zum Ende dieses Zeitraums die Promotion zu ermöglichen.
Netzwerk zur Förderung von Frauen in Naturwissenschaft und
Innerhalb von fünf Jahren haben die Mitarbeiterinnen und
Technik. Die Teilnehmerinnen des Programms sind sehr gute
Mitarbeiter die Möglichkeit, die Funktion eines Gruppenleiters
Studentinnen der Natur- und Ingenieurwissenschaften der
oder Geschäftsfeldleiters auszuüben und anschließend die
TU9-Universitäten sowie der ETH Zürich. Im Oktober 2015
Leitung einer Abteilung zu übernehmen. Die Abteilungsleiter
besuchten 50 Femtec-Studentinnen die Aachener Fraunhofer-
verbleiben im Durchschnitt etwa weitere fünf Jahre am Insti-
Institute ILT und IPT. Die Teilnehmerinnen erhielten erste Ein-
tut, sodass in jedem Jahr mindestens eine wissenschaftliche
blicke in den Arbeitsalltag und die verschiedenen Forschungs-
Nachwuchskraft die Chance hat, sich dieser Führungsaufgabe
felder und konnten durch Hallen- und Laborführungen unsere
zu stellen.
Technik live erleben. In der abschließenden Podiumsdiskussion
hatten die Studentinnen außerdem die Chance, mit unseren
Um die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen über Berufseinstieg
auch auf die Zeit nach der Tätigkeit am Fraunhofer IPT
und Karriereperspektiven in Wissenschaft und Forschung zu
vorzubereiten, bieten wir ihnen nicht nur ein umfassendes
diskutieren.
Programm an Seminaren und Weiterbildungsveranstaltungen
zur Persönlichkeitsentwicklung, zu Präsentationstechniken
Damit unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Familie und
oder im Rahmen von Führungskräftetrainings. Wir beraten,
Beruf besser verbinden können, bietet das Fraunhofer IPT auch
trainieren und coachen sie auch bei ihrer persönlichen
Teilzeitbeschäftigungen an. Die meisten der jungen Eltern
7
am Institut nehmen mittlerweile die Elternzeit in Anspruch,
nehmen mit unterschiedlichen beruflichen Hintergründen in
um während der ersten Monate nach der Geburt für Partner
kurzen Videogeschichten über ihre Berufe, Werdegänge und
und Kind da zu sein. Für besondere Situationen nach dem
Arbeitgeber. Das Videoportal bietet Jugendlichen und jungen
Wiedereinstieg hat das Fraunhofer IPT außerdem ein Mit-
Erwachsenen auf diese Weise einen Überblick über die heutige
Kind-Büro eingerichtet. Die Verwaltung des Fraunhofer IPT ist
Vielfalt an Berufen und dient als Inspiration und Orientierung
den Mitarbeitern darüber hinaus behilflich bei der Suche nach
bei der Berufs- und Arbeitgeberwahl. Im November standen
geeigneten Kita-Plätzen sowie Ferien- und Notfallbetreuung.
13 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von Fraunhofer IPT, ILT
und IME vor der Kamera Rede und Antwort. Auf der Internet-
Mit professionellem Personalmarketing dem Fachkräfte-
seite der Karriereplattform »whatchado.com« stehen die Clips
mangel begegnen
des Fraunhofer IPT nun zum Abruf bereit.
Im Rahmen unserer Personalpolitik ist es erforderlich, jährlich
Im Oktober 2015 fand am Fraunhofer IPT erstmals die
etwa 20 neue wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und
Veranstaltung »Talent Take Off – Durchstarten« statt, die
Mitarbeiter zu rekrutieren. Trotz der immer noch recht ange-
Teil der Fraunhofer-Nachwuchsprogramme ist. Die viertägige
spannten Bewerberlage ist es uns jedoch stets gelungen, diese
Veranstaltung war für MINT-Studierende des ersten bis dritten
Stellen zu besetzen. Rund ein Drittel der neu eingestellten
Semesters konzipiert und verband Kompetenztraining mit
Mitarbeiter haben das Fraunhofer IPT bereits während ihres
Einblicken in die angewandte Forschung bei Fraunhofer.
Studiums als studentische Hilfskraft oder durch Studien- und
Im Mittelpunkt standen Besuche bei Wissenschaftlern und
Abschlussarbeiten kennengelernt. Doch hat in den vergange-
studentischen Hilfskräften. Zusätzlich wurde ein eintägiger
nen Jahren auch die Zahl der Bewerber, die an Universitäten
Weiterbildungsworkshop angeboten, an dem auch die studen-
außerhalb Aachens studiert haben, zugenommen.
tischen Mitarbeiter des Fraunhofer IPT teilnehmen konnten.
Die 19 Teilnehmer kamen sowohl aus der Region Aachen als
Um auf dem hart umkämpften Arbeitsmarkt passende Bewer-
auch aus ganz Deutschland.
ber für das Fraunhofer IPT zu begeistern, wurde die fraunhoferweite Personalmarketing-Kampagne im Hochschulumfeld
Zusätzlich bot das Fraunhofer IPT auch im Jahr 2015 wieder
fortgeführt. An der RWTH Aachen wurden in zeitlicher Nähe
Informationstage für Studierende an. Dabei können Interes-
zu verschiedenen externen Karriereveranstaltungen, an denen
senten das Institut mit seinen unterschiedlichen Facetten vor
das Fraunhofer IPT als Aussteller teilnahm, große, dreidimensi-
Ort kennenlernen und sich im persönlichen Gespräch mit Mit-
onale Buchstaben mit dem Schriftzug »DOCH«, dem zentralen
arbeitern über Karrierechancen am Fraunhofer IPT informieren
Motiv der Kampagne, vor der Hauptmensa aufgestellt. Eine
und erste Kontakte knüpfen.
weitreichende Plakatierung in den Hochschulgebäuden, in den
Fraunhofer-Buslinien und in der Aachener Innenstadt sollten
Interne Kommunikation – Miteinander reden und
zusätzlich dazu dienen, Fraunhofer als Arbeitgeber bekanntzu-
vernetzen
machen und die Arbeitgebermarke weiter zu stärken.
Die interne Kommunikation stand im Jahr 2015 als eines
Ergänzend hat sich das Fraunhofer IPT 2015 mit Videobei-
der wichtigen strategischen Themen stärker als bisher im
trägen an der Online-Karriereplattform »whatchado.com«
Vordergrund:
beteiligt. Hier berichten Mitarbeiter verschiedenster Unter8
Zu Beginn des Jahres, mit Fertigstellung der letzten
Personelle Veränderungen
Arbeiten am Neubau, wurden im zweiten Obergeschoss die
Räumlichkeiten zur Verwendung als »Kommunikationszone«
Zum 1. Januar 2015 wurde Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher
eingeweiht. Ziel dieser Fläche ist es, Mitarbeitern Raum für
zum stellvertretenden Institutsleiter des Fraunhofer IPT
informelle Gespräche, gemeinsame Kaffeepausen oder kurze
benannt. Zusätzlich zur Leitung des Bereichs »Produktions-
Besprechungen zu bieten und so den Austausch untereinander
maschinen« übernimmt er damit wichtige Aufgaben in der
anzuregen. Der Bereich ist mit einer Küche einschließlich
Leitung und Weiterentwicklung des Fraunhofer IPT.
Kaffeeautomat eingerichtet und verfügt über unterschiedliche
Sitzgelegenheiten sowie eine große, beschreib- und abwisch-
Als Leiter der neuen Abteilung »Ultrapräzisionstechnik und
bare Wand, die in Zukunft zur Sammlung von Ideen und
Kunststoffreplikation« hat Christoph Baum seit dem 1. Januar
Vorschlägen genutzt werden soll.
2015 die Verantwortung übernommen. Er ist damit neben
Dr.-Ing. Christian Wenzel mit der Abteilung »Maschinenopti-
Unter dem Motto »Mehr drin« veranstaltete das Fraunhofer
mierung und Automatisierung« und Dr.-Ing. Michael Emonts
IPT am 26. September 2015 zum fünften Mal den internen
mit der Abteilung »Faserverbund- und Lasersystemtechnik«
Informationstag »IPTinside«. In 36 kurzen Fachvorträgen
der dritte Abteilungsleiter im Gesamtbereich »Produktionsma-
informierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus Projekten
schinen« von Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher.
der Geschäftsfelder und strategisch wichtigen Initiativen. Ziel
war es, die abteilungsübergreifende Vernetzung anzuregen,
Aufgrund der zahlreichen inhaltlichen Anknüpfungspunkte
anhand von Exponaten und Hallenrundgängen Ideen anzusto-
hat sich Anfang 2015 die Abteilung für Haustechnik mit der
ßen und Technologien anschaulich »begreifbar« zu machen.
Elektrowerkstatt zusammengeschlossen. Die Gesamtleitung
der technischen Labore und Werkstätten liegt nun bei Dirk
Zeitgleich mit der Veranstaltung erschien außerdem der
Nehr, die Leitung der Haustechnik übernahm Franz Dovern
interne Nachrichtenkanal »Newspool«, der sowohl als
und die Elektrowerkstatt führt Stefan Trepel.
Mitarbeiterzeitung als auch in Form eines internen OnlineAuftritts gelesen werden kann, in neuer Gestaltung. Auch
Zum 1. Januar 2016 wird Dr.-Ing. Thomas Bergs sich voll-
inhaltlich wurden beide Medien stark überarbeitet, um die
ständig den geschäftsführenden Tätigkeiten widmen und die
Bedürfnisse der Mitarbeiterinnen und MItarbeiter stärker zu
Leitung der Abteilung »Hochleistungszerspanung« an
berücksichtigen
Dr.-Ing. Florian Degen abgeben.
Vom 11. bis 25. November 2015 nahm das Fraunhofer IPT an
der fraunhoferweiten Mitarbeiterbefragung teil. Durch den anonymen Fragebogen sollen Schwachstellen aufgedeckt werden
und Führungskräfte die Möglichkeit erhalten, Feedback entgegenzunehmen. Die vorangegangene Mitarbeiterbefragung des
Jahres 2011 wurde 2015 mit einer Teilnehmerquote von 85
Prozent deutlich übertroffen. Die Ergebnisse werden Anfang
des Jahres 2016 in einem festgelegten Nachfolgeprozess ausgewertet und Verbesserungsmaßnahmen zeitnah umgesetzt.
9
DENKEN IN PROZESSKETTEN
Im Au ft r ag u n se re r K u n d e n e n t wi ck e l n un d o p ti m i e re n w i r L ö s u n g e n fü r d i e m o d e r n e P ro d u k t ion. Da be i
b eg reif en w ir d i e P ro d u k t i o n n i ch t n u r i n i h re n e i n z e l n e n S c h ri tte n , s o n d e r n b e tra c h te n b e i u n s ere r Ar be it
d ie Gesamt h e i t i h re r P ro ze sse u n d d i e Ve rb i n d u n g e n z w i s c h e n d e n j e w e i l i g e n G l i e d e r n d e r P roze ssk e t t e :
Un ser B lic k a u f d i e P ro ze ssk e t t e re i ch t vo n d e r F o rs c h u n g u n d E n tw i c k l u n g ü b e r d i e B e s c h a ffu ng de r e ing eset zten R oh st o ff e u n d D i e n st l e i st u n g e n b i s h i n z u r e i g e n tl i c h e n P ro d u k ti o n . G l e i c h z e i ti g b eha lt e n w ir
alle relev an t e n G e sch ä f t s- u n d M a n a g e m e n tp ro z e s s e i m A u g e .
Forschung und Entwicklung
Produktion
Bereits in den frühen Phasen der Produktentstehung, in der
Das Fraunhofer IPT gilt nicht ohne Grund als erfahrener
Forschung und Entwicklung, unterstützen wir unsere Kunden
Ansprechpartner für alle Fragen der Produktion: Von der
mit unserem Know-how: Gemeinsam identifizieren wir neue
Bestimmung des Status Quo über das Produktionskonzept,
Technologien, erstellen Konzepte und entwickeln Prototypen.
die Technologieauswahl und Systemgestaltung bis hin zur
Dabei legen wir besonderen Wert auf die optimale Leistungs-
Entwicklung, Optimierung und Umsetzung von Prozessen
fähigkeit der eingesetzten Anlagen, Materialien und Prozesse,
und Prozessketten – zu jedem dieser Themen können unsere
damit die Produkte unserer Kunden später erfolgreich im
Projektpartner auf unser langjähriges Know-how und ein
Wettbewerb bestehen.
engagiertes Team aus Experten der unterschiedlichsten
Disziplinen zurückgreifen. Konzepte, Technologien und
Beschaffung
Systeme betrachten wir dabei niemals isoliert, sondern immer
im Kontext ihrer praktischen industriellen Anwendung.
Was Unternehmen nicht selbst herstellen, beschaffen sie bei
ihren Lieferanten. Damit sie sichergehen, dass sie die zuge-
Management
kauften Waren und Dienstleistungen günstig und zuverlässig
in bester Qualität erhalten, nehmen wir die Lieferantenbasis
Manche Situationen erfordern es, auch grundlegende Ma-
unserer Kunden und die gelieferten Leistungen genau unter
nagementprozesse, die technologiestrategische Ausrichtung
die Lupe: Wir strukturieren den Beschaffungsmarkt, helfen
oder das strategische und operative Management als Ganzes
bei der Auswahl der richtigen Partner und erarbeiten anhand
kritisch auf den Prüfstand zu stellen. Wir hinterfragen
bewährter Methoden individuelle Maßnahmen, um die
Strukturen und Abläufe in allen Phasen von Forschung und
Beschaffungskosten unserer Kunden zu optimieren.
Entwicklung, Beschaffung und Produktion und erarbeiten
gemeinsam mit unseren Kunden neue, erfolgversprechende
Vorgehensweisen, ohne Bewährtes dabei einfach über Bord zu
werfen. Besonders wichtig ist es uns, dass Neuerungen gerade
in sensiblen Bereichen auch von den jeweiligen Mitarbeitern
getragen werden.
10
LEITBILD
Industrienahe Forschung und Beratung
fachlichen und persönlichen Entwicklung für anspruchsvolle
Aufgaben im Institut, in anderen Bereichen der Wissenschaft,
Aufgabe des Fraunhofer IPT ist die Umsetzung wissenschaft-
in der Wirtschaft und der Gesellschaft. Der »Transfer durch
licher Erkenntnisse in wirtschaftlich nutzbare, einzigartige
Köpfe« – das Weitertragen von Fachwissen über Personen –
Innovationen auf dem Gebiet der Produktion. Das Fraunhofer
gehört zu den Aufgaben des Fraunhofer IPT.
IPT fördert und betreibt anwendungsorientierte Forschung,
Umsetzung von Forschungsergebnissen und Beratung mit
Kultur und Werte
Relevanz und Wirkung zum unmittelbaren Nutzen für die
Industrie und leistet dadurch einen signifikanten Beitrag zu
Die Zusammenarbeit am Fraunhofer IPT ist geprägt durch
deren Wettbewerbsfähigkeit.
einen respektvollen Umgang miteinander, der durch
Thementransparenz, Offenheit, Kollegialität, Verständnis und
Exzellenz und Einzigartigkeit
Vertrauen charakterisiert ist. Dieser Anspruch bildet auch die
Basis in der Zusammenarbeit mit unseren Partnern.
Das Fraunhofer IPT erbringt Forschungs- und Beratungsleistungen exzellenter Qualität auf Basis wissenschaftlich anerkannter
Kundenorientierung
Vorgehensweisen und nutzt hierfür modernste technische
Ausstattung. Es ist das Ziel des Fraunhofer IPT, in der Vertrags-
Das Fraunhofer IPT richtet seine Tätigkeit konsequent am
forschung national und international die Technologie- und
Nutzen der Kunden aus. Kundenzufriedenheit ist für das
Meinungsführerschaft in seinen Schwerpunktthemen zu
Fraunhofer IPT ein maßgeblicher Erfolgsindikator. Auf Basis
erreichen.
unserer Fähigkeiten und Professionalität in der Vertragsforschung pflegen wir langfristige Partnerschaften.
Transparente Entwicklungsleitlinien
Effiziente Organisation
Das Fraunhofer IPT arbeitet nach einheitlichen Entwicklungsleitlinien, durch die die Kompetenzen der einzelnen
Die exzellenten Leistungen des Fraunhofer IPT basieren auf op-
Fachbereiche aufeinander abgestimmt und miteinander
timalen internen Abläufen und fundiertem Methodeneinsatz.
projektbezogen zusammengeführt werden. Darüber hinaus
Verwaltung, technische Dienstleistungen sowie Unterneh-
setzt es auf interdisziplinäre Zusammenarbeit mit anerkannten
menskommunikation sind aktiv in die Leistungserbringung
Partnern aus Industrie und Forschung. Dies sind die Grund-
eingebunden und ermöglichen, dass sich die Fachabteilungen
lagen dafür, dass das Fraunhofer IPT Systemlösungen aus einer
auf technologische und methodische Innovationen konzent-
Hand realisiert.
rieren können. Alle Organisationseinheiten des Fraunhofer IPT
tragen so zur hohen Kundenzufriedenheit bei.
Qualifizierte und motivierte Mitarbeiter
Wirtschaftlicher Erfolg und unternehmerisches Handeln
Die Leistungsfähigkeit des Fraunhofer IPT wird maßgeblich
durch die fachlichen und sozialen Kompetenzen der Mitarbei-
Grundvoraussetzung für die selbstbestimmte Eigenständigkeit
terinnen und Mitarbeiter bestimmt. Mit großem Commitment
und die gezielte Weiterentwicklung des Fraunhofer IPT ist
zum Institut sowie durch hohe Motivation und Professionalität
wirtschaftlicher Erfolg. Durch die eigenständige Finanzierung
in der Projektbearbeitung sind die Mitarbeiterinnen und Mit-
von Institutsaktivitäten können technologische Potenziale in
arbeiter des Instituts die tragende Säule der Leistungsfähigkeit.
Zukunftsthemen zielgerichtet angegangen und Erfolg verspre-
Das Fraunhofer IPT bietet seinen Mitarbeiterinnen und Mit-
chende Lösungen für die Kunden abgeleitet werden.
arbeitern ein exzellentes Arbeitsumfeld und eine Plattform zur
11
ORGANIGRAMM
Institutsleitung
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke
Geschäftsführung
Dr.-Ing. Thomas Bergs MBA
Prozesstechnologie
Produktionsmaschinen
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.
Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher
Feinbearbeitung und Optik
Faserverbund- und
Lasersystemtechnik
Produktionsqualität
und Messtechnik
Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt
Produktionsqualität
Dipl.-Ing. Eike Permin
Dr.-Ing. Olaf Dambon
Dr.-Ing. Michael Emonts
Hochleistungszerspanung
Präzisionsmaschinen und
Automatisierungstechnik
Dr.-Ing. Florian Degen
Dr.-Ing. Christian Wenzel
Lasermaterialbearbeitung
Ultrapräzisionstechnik und
Kunststoffreplikation
Dr.-Ing. Kristian Arntz
Dipl.-Ing. Christoph Baum
12
Produktionsmesstechnik
Dipl.-Phys. Niels König
Direktorium
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke, Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher,
Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh
Technologiemanagement
Interne Dienstleistung
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing.
Günther Schuh
Dr.-Ing. Thomas Bergs MBA
Fraunhofer Center for
Manufacturing Innovation CMI
USA
Prof. Dr. Andre Sharon
Strategisches Technologiemanagement
Verwaltung
Josef von Heel
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing.
Markus Wellensiek
Operatives Technologiemanagement
EDV, Haustechnik, PR
Dr.-Ing. Thomas Bergs MBA
Dipl.-Ing. Toni Drescher
Strategische Forschungsplanung
Dipl.-Ing. Axel Demmer
Strategisches Geschäftsfeldmanagement
Dipl.-Ing. Torsten Moll
13
AUSSTATTUNG
Un sere Lab o re u n d M a sch i n e n h a l l e n si n d a u f 5 0 0 0 m ² m i t m o d e r n s te r Te c h n i k a u s g e s ta tte t. Be sonde re n
Wer t leg en wi r a u f e i n e n k o n t i n u i e r l i ch e n A u s ta u s c h d e r Ma s c h i n e n g e n e ra ti o n e n i n u n s e re m M a schine np ark. Im J ah r 2 0 1 5 h a b e n wi r h i e r I n ve sti ti o n e n i m U m fa n g v o n 4 ,3 Mi o . E u ro g e tä ti g t.
Schleif- und Polieranlagen
Präzisions- und Hochleistungsbearbeitungszentren
– D40 Diamantbearbeitung
– LT Ultra MTC 410
– Polierzelle PM3
– Precitech Nanoform 250
– Moore Nanotech 350 FG
– Weika
– Moore Nanotech 500 FG
– Kern Micro
– Walter Helitronic Vision 400 L
– Kern Pyramid Nano
– ABB IRB 4400 Zelle 1
– Mikromat 8V HSC
– ABB IRB 4400 Zelle 2
– Moore Nanotech 350 FG
– Satisloh AII
– Leifeld PNC/CNC 75
– Synchrospeed 120SL
– Monforts RNC 400 Laserturn
– Uschi Spheromatic
– Minimill
– Toshiba ULG-100D(H3)
– DMG HSC55 linear
– Toshiba ULG-100D(SH3)
– CNC Drehmaschine - Gildemeister
– Elb SWN 10 NC-K
– DMU50
– Schneider Surfacing Center SCG100-1
– Maho 600 E2
– Schneider Surfacing Center SCG100-2
– Alzmetall GS 1000
– Alzmetall AB 4/HAST
Anlagen zur Replikation von Glas- und Kunststoff-
– Alzmetall AX 3-T
optiken
– Mössner Rekord
– Weiler Commodor 75 GS
– Arburg Spritzgussmaschine 720 A
– Weiler Primus LZ-G
– Arburg Spritzgussmaschine mit Handhabungssystem
– Mikron HPM 800U HD
– Moore Nanotech 065 GPM
– Monforts Unicen 1000
– Toshiba GMP-207 HV
– Toshiba GMP-211 V
Beschichtungsanlagen
– Laminiereinheit zum Rollprägen
– Rollprägeanlage
– PVD-Beschichtungsanlage: Cemecon 800/9
– HEX02
– Galvanik Nickel-Phosphor
– Moore Nanotech 140GPM
– Toshiba GMP 311V
– FFUP
– Füller Glaspresse
14
Lasergeräte und Handhabungsanlagen
Datenverarbeitung und Simulationswerkzeuge
– Kern Evo
– Triamec Prozessüberwachungsgerät
– Mikron HSM 600U
– Zemax
– Pro-PKD Laserbearbeitungssystem
– Laserline Diodenlasersystem LDF 5000-40
Mess- und Prüfeinrichtungen
– Trumpf TruMicro 2220
– MA micro automation MicrohCell compact
– Zeiss O-Inspect Koordinatenmessgerät
– Trumpf TruCoax 2000
– Schwingungsprüfstand
– Satisloh GI-3PL
– Rauheitsmessgerät Taylor Hobson Form Talysuit Series
– Mobile Montagezelle
– Rundheitsmessgerät Talyrond 262
– Sysmelec Montageaufbau
– Koordinatenmessgerät Werth Video Check IP
– Häcker Automation VICO XTec
– Profilometer FRT Micro Prof 100
– Bolenz + Schäfer Portal
– Mikro-Härteprüfer Leco M-400-H
– IR-Thermoforming-Prüfstand
– Härteprüfer Wolpert UH-250
– Kuka 360-2
– Formprüfinterferometer Zygo Verifire und Wyko 6000
– Stanzmaschine Boschert
– Laserscanningmikroskop Leica DM RXE
– Alzmetall LOB
– Koordinatenmessgerät Werth VideoCheck UA
– Monforts LaserTurn
– Mahr Formtester MMQ 400 mit optischer Antastung
– Wellenfrontmessgerät Trioptics Wavemaster
Sondereinrichtungen
– Steinbichler Comet 5 Streifenprojektionssystem
– Deflektometriesystem 3D Shape SpecGage 3D
– Flexpaet
– Weißlichtinterferometer Bruker NPFLEX und Contour GT-K
– LT Ultra MMC 1100-2Z
– Werkzeugmessmaschine Walter Helicheck Plus
– LT Ultra MMC1300
– 3D-Mikroskop Alicona InfiniteFocus G4
– UHM
– Mahr LD 260 Aspheric
– HEGA Ultraschallreinigungsanlage
– Grosskammer-REM
– Mikro-Pullwinding-Anlage
– Schunk PowerCube SCARA Roboter
– Zwei-Photonen-Lithographie-System
Nanoscribe Photonic Professional
15
DAS INSTITUT IN ZAHLEN
Haushalt
Vertragsforschung
Die Finanzstruktur der Fraunhofer-Gesellschaft unterscheidet
Die Erträge aus Forschungsprojekten, die von Bundes- und
zwischen dem Betriebs- und dem Investitionshaushalt. Der
Länderministerien gefördert wurden, sind gestiegen und trugen
Betriebshaushalt umfasst alle Personal- und Sachaufwen-
mit 8,4 Mio € bzw. 32 Prozent zur Eigenfinanzierung bei.
dungen sowie deren Finanzierung durch externe Erträge
und institutionelle Förderung. Der integrierte Finanzplan der
Die Erträge aus Projekten mit der EU-Kommission sind auf
Fraunhofer-Gesellschaft erlaubt die Mittelbewegung zwischen
2,2 Mio € leicht gestiegen. Da die EU nicht 100 Prozent der
beiden Haushalten. Die Zahlen geben den vorläufigen Jahres-
Kosten erstattet, sind die Fraunhofer-Institute aufgrund ihrer
abschluss 2015 an.
begrenzten Grundfinanzierung in der Akquisition von EUProjekten eingeschränkt.
Betriebshaushalt
Das Fraunhofer IPT führte gemeinsam mit der Industrie
Der Betriebshaushalt hatte im Jahr 2015 ein Volumen von
Verbundprojekte durch, die zusammen mit den Erträgen aus
circa 31,6 Mio €. Er wies für das Berichtsjahr eine Eigen-
der Auftragsforschung für Industrie, Wirtschaft und Wirt-
finanzierungsquote des Instituts von etwa 71 Prozent auf.
schaftsverbände eine Höhe von 11,1 Mio €, also 57 Prozent
des Eigenfinanzierungsanteils erreichten.
Mio €
30
Mio €
25
30
20
25
15
20
10
15
5
10
0
2010
2011
2012
2013
2014
5
0
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Institutsförderung
Bund/Länder/EU
16
Investitionshaushalt
Forschungsförderung/Sonstiges FuE
Betriebshaushalt
Industrie und Wirtschaft
2015
Personalstruktur des Fraunhofer IPT
Personalstruktur des Fraunhofer CMI
Im Jahr 2015 waren im Schnitt 459 Mitarbeiter am Institut
Am Fraunhofer Center for Manufacturing Innovation CMI in
beschäftigt. Der Personalbestand der festangestellten wissen-
Boston, USA, waren in diesem Jahr 32 Mitarbeiter beschäftigt.
schaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Mitarbeiter betrug
Die Zahl der festangestellten wissenschaftlichen Mitarbeiter
in diesem Jahr 214 Mitarbeiter. Der Anteil der Wissenschaftler
betrug 2015 17 Mitarbeiter. Zwei nicht-wissenschaftliche
lag bei circa 57 Prozent. Kennzeichnend ist ein hoher Anteil an
Festangestellte unterstützten sie bei der Projektarbeit.
jungen Mitarbeitern zwischen 25 und 35 Jahren, vorwiegend
wissenschaftliche Mitarbeiter, die häufig nach dem Studium
am Institut ins Berufsleben einsteigen. Daneben zeigt sich
ein solider Sockel an nicht-wissenschaftlichen Mitarbeitern
durchgängig über alle Altersklassen.
Mitarbeiter
450
400
350
Mitarbeiter
300
100
250
80
200
60
150
100
40
50
20
0
0
≤ 25
25-29 30-34 35-39 40-44 45-49
2010
2011
2012
2013
2014
2015
>50
Alter
Studentische Hilfskräfte
Wissenschaftler
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Administration
Nichtwissenschaftliche Mitarbeiter
Techniker/Konstrukteure
17
KURATORIUM
Die K u rat o r ie n d e r e i n ze l n e n Fr a u n h o f e r-I n s ti tu te s te h e n d e r I n s ti tu ts l e i tu n g u n d d e m Vo rs ta nd de r Ge sellsc h af t b er a t e n d zu r S e i t e . I h n e n g e hö re n P e rs ö n l i c h k e i te n d e r W i s s e n s c h a ft, d e r W i rts c h a f t und de r
ö ffen t lich en H a n d a n . Z u m K u r a t o r i u m de s F ra u n h o fe r I P T g e h ö rte n i m B e ri c h ts j a h r fo l g e n d e M it glie de r :
Vorsitzender des Kuratoriums
Dr.-Ing. Matthias Fauser, Grabenstätt
Dr.-Ing. Stefan Nöken
Hans-Dieter Franke
Hilti AG, Schaan/Liechtenstein
Management Partner MPower GmbH, Winnen
Kuratoriumsmitglieder
Dr.-Ing. Markus Hilleke, Siegen
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele
Manfred Nettekoven
Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werk-
Kanzler der RWTH Aachen
zeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt
MR Hermann Riehl
Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin
Bundesministerium für Bildung und Forschung, Bonn
Institut für Oberflächentechnik der RWTH Aachen
MdL Karl Schultheis
Dr.-Ing. Uwe H. Böhlke
Oerlikon Balzers Coating AG, Balzers/Lichtenstein
18
Mitglied des Landtags Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf
DIE FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT
F o r s c h en fü r d ie Pr a xi s i st d i e ze n t r a l e A u f g a be d e r F ra u n h o fe r-G e s e l l s c h a ft. D i e 1 9 4 9 g e g rü n d e te F ors c h u n gso rg an isatio n b e t re i b t a n we n d u n g so r i e n ti e rte F o rs c h u n g z u m N u tz e n d e r W i rts c h a ft u n d z um
Vo r t e i l d er Gesellscha f t . Ve r t r a g sp a r t n e r u n d A u ftra g g e b e r s i n d I n d u s tri e - u n d D i e n s tl e i s tu n g s u n te r ne hm e n s o w ie d ie ö ffen t l i ch e H a n d .
Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit
Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietet die Fraunhofer-
67 Institute und Forschungseinrichtungen. 24 000 Mitar-
Gesellschaft die Möglichkeit zur fachlichen und persönlichen
beiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder
Entwicklung für anspruchsvolle Positionen in ihren Instituten,
ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, erarbeiten das
an Hochschulen, in Wirtschaft und Gesellschaft. Studierenden
jährliche Forschungsvolumen von mehr als 2,1 Milliarden
eröffnen sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und Er-
Euro. Davon fallen über 1,8 Milliarden Euro auf den Leis-
fahrung an Fraunhofer-Instituten hervorragende Einstiegs- und
tungsbereich Vertragsforschung. Mehr als 70 Prozent dieses
Entwicklungschancen in Unternehmen.
Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-Gesellschaft
mit Aufträgen aus der Industrie und mit öffentlich finanzierten
Namensgeber der als gemeinnützig anerkannten Fraunhofer-
Forschungsprojekten. Knapp 30 Prozent werden von Bund und
Gesellschaft ist der Münchner Gelehrte Joseph von Fraunhofer
Ländern als Grundfinanzierung beigesteuert, damit die Institu-
(1787-1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer
te Problemlösungen entwickeln können, die erst in fünf oder
gleichermaßen erfolgreich.
zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden.
Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungspartnern und innovativen Unternehmen weltweit sorgen für
einen direkten Zugang zu den wichtigsten gegenwärtigen und
zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen.
Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die angewandte Forschung
und ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale
67
Institute und
Forschungseinrichtungen
in Deutschland
Rolle im Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die
Wirkung der angewandten Forschung geht über den direkten
Nutzen für die Kunden hinaus: Mit ihrer Forschungs- und
Entwicklungsarbeit tragen die Fraunhofer-Institute zur
Wettbewerbsfähigkeit der Region, Deutschlands und Europas
bei. Sie fördern Innovationen, stärken die technologische
Leistungsfähigkeit, verbessern die Akzeptanz moderner
Technik und sorgen für Aus- und Weiterbildung des dringend
benötigten wissenschaftlich-technischen Nachwuchses.
Forschungsvolumen
>2,1
Milliarden €
1,8
Milliarden €
Vertragsforschung
Industrie und
öffentlich finanzierte
Forschungsprojekte
<30%
>70%
Finanzierung von
Bund und Ländern
24 000
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
19
EXZELLENTE ZUSAMMENARBEIT
Un sere M it g li e d sch a f t i n N e t zwe r k e n u n d K o o p e ra ti o n e n v e rs e tz t u n s i n d i e L a g e , i n te rd i s z i p l i nä re Auf ga b en au ch ü b e r d i e Gre n ze n u n se re s I n st i tu ts h i n a u s z u l ö s e n . D a s u m fa s s e n d e F o rs c h u n g s s p e k t r um de r
F r au n h o f er- G e se l l sch a f t u n d d i e N ä h e z u r R WT H A a c h e n e rö ffn e n u n s e i n e n w e i te re n u m fa ngre iche n
W issen sp o o l, a u s d e m wi r sch ö p f e n k ö n n e n .
Am Standort Aachen kooperieren wir in allen unseren
Partner in der Fraunhofer-Gesellschaft
Arbeitsgebieten eng mit dem Werkzeugmaschinenlabor WZL
der RWTH Aachen, dessen vier leitende Lehrstuhlinhaber auch
Innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft sind wir Mitglied im
das Direktorium des Fraunhofer IPT stellen. Das Werkzeug-
Fraunhofer-Verbund Produktion: Dieser ist eine Kooperation
maschinenlabor WZL der RWTH Aachen steht seit Jahrzehnten
von sieben Fraunhofer-Instituten mit dem Ziel, produktions-
weltweit als Synonym für erfolgreiche und zukunftsweisende
orientierte Forschung und Entwicklung gemeinsam zu betrei-
Forschung und Innovation auf dem Gebiet der Produktions-
ben. Indem der Vebund die vielfältigen Kompetenzen und
technik. In sechs Forschungsbereichen werden sowohl grund-
Erfahrungen der einzelnen Institute bündelt, bietet er Kunden
lagenbezogene als auch an den Erfordernissen der Industrie
von der Produktentwicklung über Fertigungstechnologien und
ausgerichtete Forschungsvorhaben durchgeführt. Darüber
-systeme, Produktionsprozesse und -organisation bis hin zur
hinaus werden praxisgerechte Lösungen zur Rationalisierung
Logistik ganzheitliche Lösungen aus einer Hand.
der Produktion erarbeitet.
In verschiedenen Fraunhofer-Allianzen zur AutomobilIn Paderborn unterstützte das Fraunhofer IPT von Frühjahr
produktion, zu Big Data, Generativer Fertigung, Leichtbau
2011 bis Ende 2015 den Aufbau der Fraunhofer-Projektgruppe
und Bildverarbeitung kooperieren wir mit weiteren Instituten,
Entwurfstechnik Mechatronik, die sich mit der Entwicklung
um bestimmte Themenfelder innerhalb der Fraunhofer-
mechatronischer Systeme für die Regelungstechnik, Soft-
Gesellschaft gemeinsam zu bearbeiten und zu vermarkten.
waretechnik und Produktentstehung befasst. Seit dem
1. Januar 2016 ist die Projektgruppe als Fraunhofer-
Auf dem RWTH Aachen Campus
Einrichtung für Entwurfstechnik Mechatronik IEM unter der
Leitung von Professor Ansgar Tächtler eigenständig.
Auf dem RWTH Aachen Campus Melaten entstehen zurzeit elf
themenbezogene Forschungscluster, an denen sich in einem
Internationalen Auftraggebern mit Standort USA stellen wir
beträchtlichen Umfang auch das Fraunhofer IPT engagiert.
unsere Leistungen über das Fraunhofer Center for Manufactu-
Unternehmen teilen dort mit den Instituten Ressourcen,
ring Innovation CMI in Boston zur Verfügung.
nutzen Synergieeffekte und tauschen ihr Wissen direkt vor
Ort aus. Durch die enge Zusammenarbeit erleichtern sich
Abstimmungsprozesse, erhöhen sich die Geschwindigkeit
sowie die Qualität von Forschungsergebnissen und reduzieren
sich Forschungs- und Entwicklungskosten.
20
Im September 2015 fand hier die Gründungsveranstaltung
• Technologie- und Methodenberatung
der ACAM Aachen Center for Additive Manufacturing GmbH
• Machbarkeitsstudien, Analysen und Bewertungen
statt, einem Zusammenschluss aus Fraunhofer IPT und dem
• Techniken, Maschinen und Methoden
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, das in Zukunft als Kris-
• Prototypen- und Maschinenbau
tallisationspunkt für eine Expertengemeinschaft der Generativen Fertigungsverfahren dienen soll. Im Oktober 2015 folgte,
Öffentlich geförderte Projekte
ebenfalls gemeinsam mit dem Fraunhofer ILT sowie dem WZL
und dem Lehrstuhl für Lasertechnik LLT der RWTH Aachen
Mittel- bis langfristig angelegte Forschungsprogramme der EU,
die Eröffnung des »International Center for Turbomachinery
des Bundes und der Länder in einem Verbund aus Forschungs-
Manufacturing – ICTM«, das gemeinsam mit mehr als
und Industriepartnern.
25 Industriepartnern Forschung rund um die Reparatur und
Herstellung von Turbomaschinen betreibt.
• BMBF- und EU-Verbundprojekte
• Koordination industrieller Projektkonsortien
An der Schnittstelle zwischen Industrie
• Beratung für nationale und EU-Forschungsanträge
und Wissenschaft
Internationale Projekte
Unsere Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen für
Partner aus Industrie und Wissenschaft reichen von strategi-
• Marktbewertung
scher Vorlaufforschung über bilaterale Industrieprojekte bis hin
• Standortaufbau
zur Koordination industrieller Projektkonsortien. Dabei stehen
• Know-how-Transfer
für uns praxisgerechte Lösungen und unmittelbar umsetzbare
Ergebnisse für die Industrie immer im Mittelpunkt unserer
Strategische Vorlaufforschung
Arbeit.
• Sonderforschungsbereiche und DFG-Grundlagenprojekte
Die öffentlich geförderten Forschungsvorhaben des Fraunhofer
IPT werden vom BMBF und vom BMWi, von der AiF, vom
Land Nordrhein-Westfalen, in DFG-Schwerpunktprogrammen
• Teilnahme an Fraunhofer-internen Förder- und Kooperationsprogrammen
• Studien, auch im Konsortium mit Industrieunternehmen
und Sonderforschungsbereichen sowie durch die Europäische
Kommission getragen:
Dienstleistungen
Bilaterale Industrieprojekte
• Marktstudien
Kurz- bis mittelfristig angelegte Auftragsforschung für
• Konstruktion und Kleinserienfertigung
Industriekunden bei individueller Auftragsgestaltung sowie
• Messaufgaben
langfristig angelegte Projekte zur gemeinsamen Lösungsfin-
• Simulation
dung in einem konkurrenzarmen Umfeld.
21
SPIN-OFFS
und optimale Lösungen für ihre Aufgaben finden können. In
Zusammenarbeit mit der TIME Research Area, dem Fraunhofer
IPT, dem WZL der RWTH Aachen und der KEX Knowledge ExAachen Center for Additive Manufacturing GmbH
change AG entsteht eine „Erlebniswelt“, die Zukunftsplanern
und Entscheidungsträgern aus der Industrie den Prozess von
Ziel des Aachen Center for Additive Manufacturing ist es, pro-
der ersten Entwicklungsidee bis zur Herstellung serienreifer
duzierende Unternehmen jeder Größe in die Lage zu versetzen,
Produkte erfahrbar macht.
die generative Fertigung gewinnbringend für ihre Produktionsprozesse einzusetzen. An der ACAM-Community können
sich Unternehmen als Partner beteiligen und unterschiedliche
Leistungen von der Projektentwicklung über Weiterbildung,
Machbarkeitsstudien und Beratung bis zum Erarbeiten von
INNOCLAMP
Innoclamp GmbH
Wissen in einer AM-Community in Anspruch nehmen.
Die Innoclamp GmbH wurde 2015 in Aachen gegründet und
hat sich auf die Entwicklung und Konstruktion von Spannsystemen spezialisiert, mit denen komplexe Freiformwerkstücke
in Werkzeugmaschinen hochgenau automatisch ausgerichtet
und schwingungsdämpfend fixiert werden können. Neben
Aixtooling GmbH
Serienprodukten entwickelt, fertigt und betreut Innoclamp
auch Sonderkonstruktionen neuer Spann- und Automatisie-
Die Aixtooling GmbH wurde 2005 als Spin-off-Unternehmen
rungslösungen, die genau an die Produktionsaufgabe der
des Fraunhofer IPT gegründet, um das Präzisionsblankpressen
Kunden angepasst werden.
optischer Gläser in Europa als Standardtechnologie der optischen Industrie zu etablieren. Das Unternehmen verfügt über
umfangreiche Kompetenzen in allen Bereichen der Prozesskette
zur replikativen Fertigung von Präzisionsoptiken aus Glas. Kernkompetenzen sind das Werkzeugdesign, die Prozessauslegung
Innolite GmbH
und die Herstellung ultrapräziser Werkzeugsysteme.
Die Innolite GmbH wurde im August 2008 aus dem Fraunhofer IPT gegründet. Initiales Kerngeschäft ist der ultrapräzise
Formenbau für die Replikation von Kunststoffoptiken sowie
die direkte Fertigung von Metalloptik. 2009 sind erste
Invention Center
erfolgreiche Projekte im Bereich des Kunststoffspritzprägens
abgeschlossen worden. In enger Zusammenarbeit mit den
Das Invention Center auf dem RWTH Aachen Campus
Kooperationspartnern Arburg und dem IKV der RWTH Aachen
ist ein Ort, an dem sich die Partner auf dem Gebiet des
konnte ein entscheidender Beitrag für die Kunden der Innolite
Technologie- und Innovationsmanagements weiterqualifizieren
GmbH hinzugezogen werden.
22
KEX Knowledge Exchange AG
polyscale GmbH & Co. KG
Die KEX Knowledge Exchange AG ist ein professioneller Infor-
Kernkompetenzen von polyscale sind die Mikrostrukturierung
mationsdienstleister für Technologie- und Marktinformationen,
von großen Oberflächen, das optische Design zur Erstellung
der im Jahr 2013 gegründet wurde. Intelligente Wissens-
flächiger Lichtleiter höchster Leistungsfähigkeit und die
managementsysteme, eine umfassende Anbindung an exklusi-
Überführung der Ergebnisse in marktreife Serienprodukte für
ve Informationsquellen und ein einzigartiges Expertennetzwerk
die einzelnen Zielmärkte in enger Zusammenarbeit mit dem
ermöglichen effektives Scanning, Scouting und Monitoring
Kunden. Insbesondere individuelle Weiterentwicklungen oder
von Technologien und Märkten. Mittels einer bedarfsspezi-
komplette Entwicklungsprojekte werden in enger Kooperation
fischen Aufbereitung von Informationen ist die KEX in
mit dem Fraunhofer IPT durchgeführt.
der Lage, vielfältige unternehmerische Entscheidungen zu
unterstützen.
son-x GmbH
Die son-x GmbH wurde im Sommer 2011 in Aachen als
MABRI.VISION GmbH
Spin-off-Unternehmen des Fraunhofer IPT gegründet und
bietet Bearbeitungssysteme für die ultraschallunterstützte
Die MABRI.VISION GmbH ist ein Startup im Bereich der
Ultrapräzisionsbearbeitung an. Diese Technologie ermöglicht
zerstörungsfreien optischen Messtechnik für Kunststoff- und
die direkte Bearbeitung von Stahl mit monokristallinen
Glasprodukte. Das Unternehmen entwickelt und fertigt
Diamantwerkzeugen in optischer Qualität. Durch die
Messgeräte für die Offline- und Inline-Qualitätsprüfung
langjährige Tätigkeit der Mitarbeiter von son-x im Bereich der
von transparenten und semitransparenten Materialien. Der
Ultrapräzisionsbearbeitung und der Optikfertigung wurde ein
Anwendungsschwerpunkt liegt in der Detektion von Barriere-
umfangreiches Know-how aufgebaut.
schichten in Spritzgussteilen oder extrudierten Produkten. Die
Technologie basiert auf der optischen Kohärenztomografie
und ermöglicht eine zerstörungsfreie optische Bildgebung von
Querschnittsbildern.
WBA
Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH
Anspruch nehmen.
Die WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH bündelt
die Kompetenzen des Fraunhofer IPT und des Werkzugmaschioculavis GmbH & Co KG
nenlabors WZL der RWTH Aachen für die Unternehmen des
Werkzeug-, Formen- und Vorrichtungsbaus. Die im Jahr 2010
Die oculavis GmbH & Co KG wird im April 2016 gegründet
gegründete GmbH besitzt einen eigenen Demonstrations-
und entwickelt eine modulare Internet-of-Things-Plattform zur
Werkzeugbau und bietet Weiterbildungsangebote an, bis
Produktivitätssteigerung von Arbeitsplätzen in der Produktion.
hin zu einem Masterprogramm der RWTH Aachen. Mit dem
Die ersten Softwaremodule unterstützen den Servicemitarbei-
Partnermodell der WBA wird auch kleinen und mittleren
ter bei Wartungsaufgaben oder den Produktionsmitarbeiter
Unternehmen die Durchführung gemeinsamer, praxisnaher
bei der Qualitätssicherung mittels Datenbrillen. Die Soft-
Forschungsprojekte ermöglicht. Darüber hinaus berät die WBA
waremodule werden bei Bedarf unternehmensindividuell
gemeinsam mit den Aachener Instituten Unternehmen der
angepasst und erweitert.
Branche zu technologischen und organisatorischen Fragen.
23
UNSERE AUSSENSTELLEN
Aach en ist e i n e s d e r wi ch t i g st e n Z e ntre n d e r P ro d u k ti o n s te c h n i k . D a s F ra u n h o fe r I P T b ie t e t se ine
F o r sc h u n g s- u n d E n t wi ck l u n g sd i e n st l e i st u n g e n d a rü b e r h i n a u s a u c h a n w e i te re n S ta n d o rte n im In- und
Au slan d an .
Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik
Sein Forschungsprofil entwickelt das Fraunhofer IEM in enger
wird zur Fraunhofer-Einrichtung für Entwurfstechnik
Kooperation mit dem Heinz Nixdorf Institut der Universität
Mechatronik IEM
Paderborn. Die Struktur eines Doppelinstituts ermöglicht
hier eine interdisziplinäre und anwendungsorientierte
In Paderborn unterstützte das Fraunhofer IPT von Frühjahr
Spitzenforschung. Forschungsschwerpunkte sind innovative
2011 bis Ende 2015 den Aufbau der Fraunhofer-Projektgruppe
Technologien im Kontext von Industrie 4.0 sowie Methoden
Entwurfstechnik Mechatronik, die sich mit der Entwicklung
und Werkzeuge für die kosteneffiziente Entwicklung kom-
mechatronischer Systeme für die Regelungstechnik, Software-
plexer Systeme.
technik und Produktentstehung befasst. Seit dem 1. Januar
2016 ist die Projektgruppe als Fraunhofer-Einrichtung für
Konkret arbeitet das Fraunhofer IEM etwa an der branchen
Entwurfstechnik Mechatronik IEM unter der Leitung von
übergreifenden Anwendung sogenannter Augmented-Reality-
Professor Ansgar Tächtler eigenständig. Am 13. November
Technologien (AR). Die computergestützte Erweiterung der
2015 beschloss der Bund-Länder-Ausschuss der Fraunhofer-
Realität birgt großen Nutzen für die Industrie. Gefördert
Gesellschaft die dauerhafte Einrichtung und die Aufnahme in
vom BMWi wollen Fraunhofer IEM und seine Partner AR-
die Bund-Länder-Finanzierung.
Technologien besonders für mittelständische Unternehmen
zugänglich machen. Im Spitzencluster Intelligente Technische
Die Eigenständigkeit war klares Ziel bei Gründung der
Systeme OstwestfalenLippe (it’s OWL) ist das Fraunhofer IEM
Projektgruppe im Jahr 2011. In nur fünf Jahren erarbeiteten
als Forschungspartner und im Clustermanagement aktiv.
die Wissenschaftler in Paderborn ein marktorientiertes
Das neue Fraunhofer IEM nimmt damit von Paderborn aus
Forschungsprofil auf Basis einer starken Kooperation mit
bedeutende Rollen in großen Förderprojekten des Bundes ein
der regionalen Industrie. Dazu erhielt die Projektgruppe eine
und leistet einen erheblichen Beitrag für die Region.
Anschubfinanzierung vom Land NRW.
Die junge Fraunhofer-Einrichtung für Entwurfstechnik
Die Nähe zur Unternehmenslandschaft in OWL ist eine Stärke
Mechatronik IEM beschäftigt zum 1. Januar 2016 insgesamt
des Fraunhofer IEM. Seine Forschung ist klar an den Bedarfen
71 festangestellte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und
der ansässigen Industrie orientiert. In OWL sind das zumeist
zahlreiche Studierende in der Zukunftsmeile in Paderborn.
kleine und mittlere Unternehmen mit ganz besonderen
Für das kommende Jahr sind weitere 20 Stellen geplant.
Voraussetzungen für ihre Produktentwicklung. Ihnen kann das
Fraunhofer IEM konkrete Angebote machen und so als erster
Ansprechpartner für den Mittelstand auftreten.
24
INTERNATIONALE AKTIVITÄTEN
I n t e r n a t io n ale K o o p e r a t i o n e n we rd e n a u ch f ü r d a s F ra u n h o fe r I P T i m m e r w i c h ti g e r: A n v e rs c h i e d e ne n
S t a n d o rt en w eltw eit k o p p e r i e re n wi r m i t e xze l l e n te n H o c h s c h u l e n , h o c h k a rä ti g e n F o rs c h u n g s e i n ri c h t ung e n u n d g lo b al o p eri e re n d e n U n t e r n e h me n , u m te c h n o l o g i s c h e E n tw i c k l u n g e n m i t v e re i n te n K rä fte n v ora n z u t re ib en .
Fraunhofer Center for Manufacturing Innovation CMI
etwa für Anwendungen in der Medizin, der Umwelttechnik
oder in der Lebensmittelindustrie auskennen, steuert das
Das Fraunhofer Center for Manufacturing Innovation CMI
Fraunhofer IPT produktionstechnisches Know-how bei. Auch
arbeitet in verschiedenen Bereichen eng mit dem Fraunhofer
das Fraunhofer CMI wird in die Arbeiten einbezogen.
IPT zusammen. Gemeinsam mit der Boston University erforscht
und entwickelt das Fraunhofer CMI am Standort Boston/USA
»Joint Research Platform for Powertrain Manufacturing
produktionstechnische Lösungen für ein weites Branchenspek-
for Heavy Vehicles« in Schweden
trum – von der Biotechnologie und Biomedizintechnik über die
Photonik bis hin zu den erneuerbaren Energien. Ingenieure,
Gemeinsam mit drei großen schwedischen Industrieunterneh-
Hochschulpartner und Studierende arbeiten am Fraunhofer
men sowie dem KTH Royal Institute of Technology in Stock-
CMI gemeinsam daran, die Ergebnisse der Grundlagenfor-
holm, der Chalmers University of Technology und den RISE
schung in industrietaugliche Praxislösungen zu überführen,
– Research Institutes of Sweden haben das Fraunhofer IPT,
die von lokalen wie globalen Kunden und Projektpartnern
IWU und ITWM beschlossen, eine gemeinsame Forschungs-
genutzt werden. Im Mittelpunkt der Entwicklungsarbeiten
plattform in Form eines Project Centers zu gründen. In einem
stehen hochpräzise Automatisierungssyteme für Hightech-
»Memorandum of Understanding« bekräftigten die Partner im
Anwendungen sowie medizintechnische Instrumente.
März 2015, dass die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten
als »Joint Research Platform for Powertrain Manufacturing for
Durch die Partnerschaft können Fraunhofer IPT und CMI
Heavy Vehicles« mit dem Ziel eines gemeinsamen Innovations-
Kunden nicht nur produktionstechnische Forschungs- und
clusters aufgenommen werden.
Entwicklungsleistungen vor Ort anbieten, sondern gewährleisten auch einen nachhaltigen Technologietransfer zwischen
»Design and Production Engineering in Complex High-
der europäischen und der amerikanischen Industrie. Das
Tech Systems« in den Niederlanden
Center steht in enger Zusammenarbeit mit der Boston University und befindet sich auf deren Campus in unmittelbarer
Gemeinsam mit der niederländischen Universität Twente
Nachbarschaft des Manufacturing Engineering Departments.
wird das Fraunhofer IPT die Zusammenarbeit im Themenfeld
Breiten Raum nimmt ebenso die Ausbildung hochqualifizierter
»Design and Production Engineering in Complex High-Tech
Ingenieure in einem internationalen Umfeld ein.
Systems« ausbauen. Am 24. August 2015 unterzeichnete
Professor. Reimund Neugebauer mit Professor. Fritz Klocke
»Project Centre for Embedded Bioanalytical Solutions«
und den niederländischen Partnern Victor van der Chijs und
in Irland
Prof. Fred van Houten am Rande der CIRP-Konferenz ein sogenanntes »Memorandum of Unterstanding«, das die geplante
Zusammen mit der Dublin City University baut das Fraunhofer
Zusammenarbeit nun auch schriftlich bekräftigt. Die Univer-
IPT mit dem »Centre for Embedded Bioanalytical Solutions« in
sität Twente war bereits einer von 18 Partnern in unserem
Irland eine neue Anlaufstelle für die Vertragsforschung zu
EU-Projekt »FibreChain« und arbeitet nun auch im EU-Projekt
mikrofluidischen Systemen für die Bioanalytik auf. Dabei setzt
»ambliFibre« eng mit dem Fraunhofer IPT zusammen.
die Kooperation vor allem auf sogenannte Lab-on-a-chipSysteme aus Kunststoff. Während sich die irischen Partner besonders mit dem Design und den technischen Spezifikationen,
25
26
VERNETZTE, ADAPTIVE PRODUKTION
Da s F r a u n h o fer IPT h a t si ch i m J a h r 2 0 1 5 n a ch e i n e m i n te n s i v e n S tra te g i e p ro z e s s e i n n e u e s L e i tm o ti v f ür
s e i n e Arb eit g eg eb e n u n d d a m i t e i n e n k l a re n S ta n d p u n k t z u m T h e m a » I n d u s tri e 4 .0 « b e z o ge n.
Dr. - I n g. Th o mas B er g s, Ge sch ä f t sf ü h re r d e s Fr a un h o fe r I P T, b e s c h re i b t d e n We g d o rth i n u n d v e rrä t, w i e e s
w e i t e r g eh en w ird .
Warum ein neues Leitmotiv für unsere Arbeit?
kann, dann ist es das Fraunhofer IPT.« Diese Aussage war für
uns ein großer Ansporn, das Fraunhofer IPT konsequent auf die
Das Thema »Industrie 4.0« beschäftigt die Öffentlichkeit,
vernetzte, adaptive Produktion auszurichten.
spätestens seit es im Frühjahr 2011 erstmals durch die Medien
aufgegriffen wurde. Doch auf die Frage, wie wir uns dazu
Wo stehen wir heute und wie geht es weiter?
positionieren wollen, haben wir lange Zeit keine klare Aussage
treffen können. Sprechen Sie fünf verschiedene Personen zu
Fragt man uns heute nach unserem Beitrag zur Industrie 4.0,
diesem Thema an, erhalten Sie fünf verschiedene Antworten.
geben wir eine klare Antwort. Es ist die »vernetzte,
So erlebten wir es selbst in zahllosen internen Gesprächen und
adaptive Produktion« mit drei zentralen Handlungsfeldern:
sogar im Dialog mit unseren Kunden, die einen hohen Bedarf
der Vernetzung von Technologie- und Prozesswissen, der
nach Unterstützung in Forschung und Entwicklung sowie
Gestaltung adaptiver Prozesse und Prozessketten – alles auf
nach konkreter Beratung äußerten. Um dies gewährleisten zu
der Basis unseres tiefgehenden Technologieverständnisses
können, war es wichtig, unser eigenes Kompetenz- und
für die Fertigungsprozesse, die Maschinen und die Mess-
Leistungsportfolio an die neuen Herausforderungen der
und Sensortechnik. Entscheidend war darüber hinaus die
Industrie 4.0 anzupassen – ohne dabei unsere technologischen
Einrichtung eines Kompetenzbereichs, der sich hausweit
Wurzeln in Frage zu stellen oder gar aufzugeben.
mit allen relevanten Fragen der Softwareentwicklung, der
Vernetzung und der Digitalisierung befasst, um bislang noch
Was bedeutet das für die Zusammenarbeit mit
ungenutzte, aber auch ganz neue Innovationspotenziale
der Industrie?
zu erschließen. Ein wichtiger Meilenstein für die Zukunft
könnte die Etablierung eines Fraunhofer-Leistungszentrums
Unser Alleinstellungsmerkmal ist seit jeher unsere heraus-
»Vernetzte, adaptive Produktion« sein: In enger Kooperation
ragende Kompetenz in nahezu allen Bereichen der Produk-
mit unseren Nachbarn, den Fraunhofer-Instituten ILT und
tionstechnologie. Mit unserer umfangreichen technischen
IME, soll es mit Unterstützung des Landes NRW und eigenen
Ausstattung sind wir in der Lage, den Einsatz innovativer
Mitteln der Fraunhofer-Gesellschaft noch 2016 am Standort
Technologien zu bewerten und zu managen. In unseren
Aachen errichtet werden. Den drei Fraunhofer-Instituten kann
Geschäftsfeldern erforschen wir mittlerweile vollständige Pro-
dies als sehr gute Grundlage für die geplante Beteiligung an
zessketten für die Fertigung anspruchsvoller Komponenten und
der Exzellenzinitiative der RWTH Aachen dienen. Das neue
Produkte führender High-Tech-Branchen. Entscheidend ist, dass
Leitmotiv hat uns schon heute in der Außenwahrnehmung –
wir die Technologien und Methoden nahezu vollständig model-
also bei unseren Kunden – ein klareres Profil gegeben. Aber
lieren und realitätsnah simulieren können. So können wir das
auch nach innen – also für unsere Mitarbeiter – hat es eine
gesamte Fertigungssystem und die zugehörigen Prozesse und
große Wirkung, denn Vernetzung und Anpassungsfähigkeit
Prozessketten virtuell abbilden. Hier liegt der Schlüssel, der uns
sind wichtige Elemente erfolgreicher Forschungsarbeit.
befähigt, unsere Technologien in die Welt der Cyber Physical
Systems, des Internet of Things, der Big-Data-Analysen sowie
Kontakt
der Echtzeitfähigkeit anhand realer Produktionen zu erforschen
und ihren Nutzen für unsere Kunden zu verifizieren. Oder wie
Dr.-Ing. Thomas Bergs MBA
es ein Mitglied unseres Kuratoriums formulierte: »Wenn ein
Telefon +49 241 8904-105
Forschungsinstitut die Industrie 4.0 auf den Shopfloor bringen
[email protected]
27
VERNETZUNG VON TECHNOLOGIEUND PROZESSWISSEN
Du rc h Ver n etzu n g vo n A n l a g e n u n d S o f t w a re s y s te m e n , i n te l l i g e n te r R e g e l u n g s s y s te m e u n d S e nsor ik , la ssen sich Tec h n o l o g i e - u n d P ro ze ssi n f o r m a ti o n e n d u rc h g ä n g i g e rfa s s e n u n d b e re i ts te l l e n . D i e e rf orde r liche
IT- In f r astr u kt u r, zu m B e i sp i e l i n d u st r i e l l e C l o u d -K o n z e p te fü r S m a rt S e rv i c e s , m i t d e n e n w i r g roße Da t e nmen g en au sw e r t e n u n d e ff i zi e n t n u t ze n k ö n n e n , e rs c h l i e ß e n w i r a l l e i n o d e r g e m e i n s a m m i t u nse re n Koo p erat io n sp a r t n e r n , e t wa a u s d e m Fr a u n h o fe r-N e tz w e rk u n d a n d e r R WT H A a c h e n .
Smart Devices in der Produktion
und Statusinformationen und kann Rückfragen in der Produktion mit der integrierten Videotelefonie schnell klären.
Während sich Smart Devices wie Tablets und Smartphones im
Alltag längst etabliert haben, finden sich diese Technologien
Datendurchgängige Prozessketten
im industriellen Umfeld immer noch nicht im gleichen Maße
wieder. Doch vor allem sogenannte »Smart Glasses« lassen
Die computerunterstützte Planung und Auslegung von
sich in vielen Fertigungsprozessen einsetzen: Mit ihnen können
Fertigungsprozessketten ist im Zeitalter von Industrie 4.0 fast
Mitarbeitern wichtige Informationen unmittelbar am Ort der
nicht mehr wegzudenken. »CAx« – die komplette Palette
Wertschöpfung und in Echtzeit bereitgestellt werden, um
computergestützter Planung, Entwicklung, Gestaltung,
Durchlaufzeiten und Fehlerraten zu verringern. Die Smart-
Fertigung und Qualitätssicherung – hat gerade in der jüngsten
Glasses-Lösung »oculavis« des Fraunhofer IPT besteht aus
Vergangenheit enorm an Flexibilität gewonnen. Ganz im Sinne
einer App, der Datenbrille selbst und einer webbasierten Um-
der »Mass Customization« müssen sich Fertigungsprozessket-
gebung für die Modellierung des Anwendungsszenarios. Im
ten dynamisch an Eingaben und Störgrößen anpassen, um das
Sichtfeld der Brille können Abläufe detailliert dargestellt und
erwünschte Ergebnis zu erzielen. Die wichtigste Voraussetzung
mit Zusatzinformationen wie Bildern, Audio- und Videodaten
für eine durchgehende CAx-gestützte Fertigung in flexiblen
oder 3D-Modellen angereichert werden.
Prozessketten ist Datenkonsistenz.
Prozessvarianten werden durch die Software automatisch
Im Innovationscluster »Adaptive Produktion für Ressourcen-
generiert und können konkreten Aufträgen, etwa anhand von
effizienz in Energie und Mobilität – AdaM« hat das Fraunhofer
QR-Codes oder NFC-Tags, zugeordnet werden. Darüber hinaus
IPT die Voraussetzungen für eine adaptive Bearbeitung
bietet das System die Möglichkeit, Kontext-Informationen
geschaffen und eine durchgängige Bauteil- und Prozessdaten-
wie Zeiten, Fehlerberichte oder Verbesserungsvorschläge
kette erarbeitet: In einem Produktdatenmodell wurde dafür
zu analysieren, um dann Maßnahmen abzuleiten, die den
zunächst ein digitales Abbild des realen Bauteils erstellt, das
Prozess verbessern. Durch eine Anbindung an das Maschinen-
alle zusätzlich erforderlichen Fertigungsinformationen enthält.
Kommunikationsprotokoll OPC Unified Architecture erhält der
So lässt sich der Fertigungsprozess in einem virtuellen Modell
Anwender bei Bedarf Einblick in umfassende Maschinendaten
bereits am Arbeitsplatz simulieren, um Informationen über die
28
Eingriffsbedingungen des Fräswerkzeugs zu gewinnen. Das
schnellen Prozessoren der Grafikkarte anstelle der Hauptpro-
verkürzt die Ramp-up-Dauer und verringert den Aufwand für
zessoren herangezogen.Die Grafikprozessoren können eine
kostspielige Vorversuche am realen Bauteil.
Vielzahl von Berechnungen parallel und voneinander unabhängig durchführen. So lassen sich auch große Datenmengen,
Maschine-zu-Maschine-Kommunikation
wie sie bei der Wellenfrontmesstechnik aufgezeichnet werden,
in Echtzeit auswerten. Störungen in der Abbildung werden
Die industrielle Fertigung erfordert auch heute häufig noch
durch adaptive Optiken direkt im Mikroskop kompensiert,
einen enormen manuellen Arbeitsaufwand: Angefangen bei
indem die Abweichungen analysiert und in konkrete
der Erstellung von Maschinenprogrammen über die Parame-
Aktoranweisungen umgewandelt werden. Auf diese Weise
trierung und das Einrichten von Prozessen und Zyklen bis hin
entstehen Mikroskopie-Systeme, die sich selbst im laufenden
zur manuellen Qualitätskontrolle. Dies verlängert Rüst- und
Betrieb korrekt adaptieren. Weitere Anwendungsfelder für
Einrichtungszeiten immens und verlangt nach erfahrenen
solche umfangreichen Berechnungen sind beispielsweise die
Maschinenbedienern, die intuitiv Informationen zwischen
Signalverarbeitung in der optischen Kohärenztomographie
Prozessschritten transportieren und an Planungssysteme wie
(OCT) oder der sogenannte »Pyramidal View« zur Ansicht und
MES (Manufacturing Execution Systems) weiterleiten.
Analyse großer Bilddaten.
Um die Produktion stärker zu vernetzen und adaptiver zu
Zukunftstechnologien für die Industrie 4.0
gestalten, entwickelt das Fraunhofer IPT neue Lösungen für
die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M). Ziel ist der
Vor jeder strategischen Planung steht eine systematische
automatisierte Informationsaustausch zwischen Planungssys-
Sammlung und Analyse der relevanten Informationen. Dies gilt
temen, Produktionsmaschinen und Messgeräten, ohne dass
vor allem für die Einführung geeigneter Technologien, etwa
dabei ein Mensch regelnd eingreifen muss.
für die Fertigung oder wenn Unternehmen sich intern oder
extern stärker vernetzen wollen. Gezieltes Scanning, Scouting
So stellte das Fraunhofer IPT im transregionalen Sonder-
und Monitoring eröffnen neue Handlungsperspektiven, die
forschungsbereich SFB/TR4 »Prozessketten zur Replikation
Unternehmen vor bösen Überraschungen durch konkurrie-
komplexer Optikkomponenten« eine vollständige Datendurch-
rende Technologien oder Marktteilnehmer schützen können.
gängigkeit entlang der Prozesskette für mikrostrukturierte
Risiken durch Substitutionstechnolgien oder Chancen, die sich
Freiformoptiken her. Die Prozessschritte und die verschiedenen
durch wachsende technologische Reifegrade, günstigere Preise
Maschinensysteme der Fertigung, Replikation und Messtechnik
oder geringere Kosten ergeben können, lassen sich schnell
wurden dazu durchgängig vernetzt und mit entsprechenden
und zuverlässig erkennen.
Planungssystemen verbunden. Konsistente Datenformate und
standardisierte Schnittstellen wie die OPC Unified Architecture
Im sogenannten »Industrie-4.0-Audit« bewertet das Fraun-
als industrielles M2M-Kommunikationsprotokoll sichern so
hofer IPT den Status quo der Produktion und der zugehörigen
maschinenübergreifend eine konsequente Vernetzung entlang
Wertschöpfungsstrukturen im Unternehmen mit Blick auf
der gesamten Prozesskette.
Industrie-4.0-Prinzipien wie Digitalisierung, Vernetzung oder
Flexibilität. Unnötiger Verbrauch wertvoller Ressourcen wird
Big Data: Große Datenmengen effizient verarbeiten
dabei ebenso aufgedeckt wie dessen Ursachen. Mit einer
systematischen Vorgehensweise zur Identifikation geeigneter
Mit der wachsenden Verbreitung von Sensoren und der
Technologien werden bereits während des Audits geeignete
Vernetzung von Anlagen mit komplexen Softwaresystemen
Lösungskonzepte abgeleitet, mit denen sich die Produktion
steigt die Datenflut in der Produktion. Doch erst eine struk-
adaptiv steuern, optimal vernetzen und dadurch effizienter
turierte Datenverarbeitung bietet die Voraussetzungen, um
gestalten lässt.
wirklich relevante Informationen zu extrahieren und Wissen
zu gewinnen. Adaptive optische Systeme für die High-SpeedMikroskopie sind hier ein gutes Beispiel: Sie eignen sich dafür,
in kurzer Zeit relevante Informationen aus umfangreichen
Messdaten zu ermitteln.
Zur Verarbeitung der großen Datenmengen setzt das Fraunhofer IPT auf die Parallelisierung von Rechenoperationen.
Für die Auswertung der Mikroskopiedaten werden dabei die
29
ONLINE-/OFFLINE-ADAPTIVITÄT VON
PROZESSEN UND PROZESSKETTEN
Ad ap t ivität st e h t f ü r e i n e n e u e Fl e xi b i l i tä t v o n F e rti g u n g s p ro z e s s e n u n d P ro z e s s k e tte n , d i e s ich se lbst st än d ig an p a sse n u n d o p t i m i e re n . D a s F ra u n h o fe r I P T u n te rs u c h t, w i e s i c h e i n z e l n e S c h ri tte ode r
a uch
g esamt e F er t i g u n g sa b l ä u f e vi r t u e l l u n d s i m u l a ti o n s g e s tü tz t p l a n e n u n d i n Ma s c h i n e n , A n l a g e n und S of t w aresyst eme u mse t ze n l a sse n .
Produktionskosten durch intelligente Steuerungs-
Flexible Produktionssysteme für die »Losgröße 1«
algorithmen senken
Die individualisierte Medizin stellt den Patienten in den
Eine wachsende Variantenvielfalt oder neue Versorgungs-
Mittelpunkt und bietet ihm genau angepasste, aber oft
konzepte aus der Energiewirtschaft erfordern es, eine Vielzahl
auch komplexe und fast immer entsprechend hochpreisige
an Informationen schnell und manchmal sogar weltweit
Medizinprodukte wie Zahnersatz, Exoprothesen oder
bereitzustellen. Das Fraunhofer IPT entwickelt Konzepte, die es
Osteosynthese-Material. Die wirtschaftliche Herstellung
erlauben, diese Zieldimensionen zu berücksichtigen. Erst durch
hochindividualisierter Produkte, also »Losgröße 1«, ist daher
die vollständige Verfügbarkeit der entsprechenden Produk-
gerade in der Medizintechnik ein wichtiges Ziel. Die zentrale
tionsdaten und die Vernetzung von ERP, Maschinen- und
Herausforderung für die Produktion ist es hier, die industrielle
Betriebsdatenerfassung, Energie-Controlling und MES gewin-
und gleichzeitig kostengünstige Fertigung solcher individuellen
nen Unternehmen eine bisher nie dagewesene Transparenz
Produkte zu ermöglichen.
über ihre Produktionsanlagen und -prozesse.
Das Fraunhofer IPT arbeitet an Produktionssystemen, die in
So erweitert das Fraunhofer IPT im Forschungsprojekt »eMES«
Zukunft selbst medizinische Einwegartikel in personalisierter
gemeinsam mit seinen Partnern die Produktionsplanung und
Form kostengünstig und effizient herstellen können. Das
-regelung um eine energieorientierte Auftragsplanung. In
Fraunhofer IPT arbeitet im öffentlich geförderten EU-Projekt
Verbindung mit Smart Grids erlaubt diese selbst bei steigenden
»OpenMind« gemeinsam mit acht Projektpartnern an Produk-
Energiekosten noch eine flexible energie- und kosteneffiziente
tionssystemen, die in Zukunft individualisierte Führungsdrähte
Planung. Um etwa auf Lastspitzen adäquat reagieren zu
aus Faserverbundkunststoffen als medizinische Einwegartikel
können, sind kurze Reaktionszeiten und Regelkreise erfor-
bedarfsgesteuert und dabei kostengünstig und effizient her-
derlich. Betriebs- und Maschinendaten, produktbezogene
stellen können. Ziel ist es, die Lücke zwischen kostengünstiger
Stammdaten und maschinenseitige Energiedaten müssen
Massenfertigung und individuell angepasster Einzelfertigung,
dafür – möglichst in Echtzeit – zur Verfügung stehen.
etwa in Bezug auf besondere mechanische Eigenschaften der
Drähte, zu schließen.
Zu diesem Zweck werden ERP- und maschinennahe Energiemesssysteme mit dem zentralen MES verknüpft und entspre-
Um dieses Ziel zu erreichen, werden bisher getrennte Bearbei-
chende Schnittstellen ausgearbeitet. So entsteht Transparenz
tungsschritte nun verkettet und in einem automatisierten
über den aktuellen Produktionsfortschritt, Kapazitäten und
Endlosprozess zusammengefasst. Dies steht keineswegs im
Energieverbrauch. Durch die synchronisierte Kommunikation
Widerspruch zu den hohen Qualitätsanforderungen, denn
mit den Energieversorgern können Unternehmen dann kurz-
alle relevanten Systemkomponenten arbeiten untereinander
fristig Chancen und Risiken direkter Lastmanagement-Eingriffe
vernetzt und sämtliche Prozess- und Produktparameter werden
erkennen und für sich nutzen.
in einer zentralen Datenbank abgelegt. Auf Grundlage des
Prozessmodells und historischer Datensätze werden mit Data
Mining Prozessparametersätze für bekannte Produktkonfigurationen laufend optimiert und für neue Produktkonfigurationen
abgeleitet. So gelingt eine am akuten Bedarf ausgerichtete
adaptive und kostengünstige Produktion bis zur »Losgröße 1«.
30
Selbstoptimierende Produktionsprozesse
Intelligente Sensorik für Werkzeugmaschinen
Selbstoptimierung ist ein zentrales Steuerungsprinzip adaptiver
Die Leistungsfähigkeit von Werkzeugmaschinen beruht in
Systeme: Die klassische Prozessregelung wird um autonome
starkem Maße auf hochentwickelten elektromechanischen
Systeme ergänzt, die sich und ihre Zielgrößen selbstständig im-
Baugruppen. Intelligente eingebettete Systeme haben hier
mer wieder an die aktuellen Gegebenheiten anpassen – bis hin
bisher allerdings noch wenig Einzug gehalten. Eine adaptive
zum Einsatz künstlicher Intelligenz. Echtzeit-Informationen, die
Produktion lässt sich jedoch erst erreichen, wenn autonome
laufend in den Prozess zurückgeführt werden, gewährleisten
sensorgestützte Systeme in Werkzeugmaschinen integriert
robuste und gleichzeitig flexible Produktionssysteme, selbst in
werden. Denn dann können Maschinen und Anlagen auch bei
hochdynamischen Fertigungsumgebungen.
wechselnden Bedingungen den Produktionsprozess optimal
steuern. Durch eine höhere Sensordichte gelingt es schon
Ein Anwendungsfeld, in dem das Fraunhofer IPT selbstoptimie-
jetzt, eine breite Informationsbasis zu schaffen, mit der die
rende Systeme entwickelt und erprobt, ist der Exzellenzcluster
eingebetteten Systeme prozessregelnde Aufgaben überneh-
»Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer«. Hier
men können.
untersucht das Fraunhofer IPT gemeinsam mit Instituten
und Einrichtungen der RWTH Aachen neue Wege, das
So arbeitet das Fraunhofer IPT an intelligenten Sensor-
Einsatz- und Leistungsspektrum geschlossener Regelschleifen
systemen, die relevante Prozess- und Produktinformationen
durch Prinzipien der künstlichen Intelligenz deutlich zu
prozessnah in der Maschine erfassen und Regelungssystemen
erweitern. Übergeordnetes Ziel ist es, Maschinen und Anlagen
zur Verfügung stellen können. Eine zentrale Herausforderung
autonomer und intelligenter zu gestalten, um sie flexibler und
ist hier noch die prozessnahe Informationsverarbeitung, also
robuster gegenüber Störeinflüssen zu machen. Die Fähigkeit
die Überführung der Rohdaten in konkrete Informationen über
zur Selbstoptimierung bildet hier die Grundlage für eine
Prozesskräfte oder Schwingungen.
reaktionsfähige Automatisierung.
Im Forschungsprojekt »Sens4Tool« entwickelt das Fraunhofer
Gemeinsam mit den Forschungspartnern des Exzellenzclusters
IPT gemeinsam mit mehreren Industrieunternehmen einen
wird das Prinzip der selbstoptimierten Regelung von Pro-
multisensorischen Werkzeughalter, der die Messgrößen Kraft,
duktionsprozessen auf eine Vielzahl weiterer Anwendungen
Momente, Schwingungen und Werkzeugtemperatur direkt
übertragen – von der Montage über das Schweißen bis hin
im Fertigungsprozess erfasst. Zusätzlich zu den Sensoren wird
zur Optimierung von Webstühlen. Ziel der Forschungsarbeiten
eine Baugruppe zur Datenverarbeitung in den Werkzeughalter
ist dabei stets, den Aufwand der erstmaligen Einrichtung
integriert. So lassen sich aus den Rohdaten schon im Werk-
der Prozesse deutlich zu reduzieren. Hier konnte eine bisher
zeughalter interpretierbare Informationen gewinnen, beispiels-
unerreichte Flexibilität erzielt werden – ein wichtiger Schritt
weise über Werkzeugverschleiß oder Materialfehler im Bauteil.
in Richtung der Automation von Kleinserien und in der Her-
Auf diese Weise können die erforderlichen Informationen dem
stellung von Einzelstücken. So gewinnen Fertigungsprozesse
übergeordneten Regelungssystem schneller und effizienter
in starkem Maße an Robustheit und damit auch an Zuverläs-
bereitgestellt werden.
sigkeit, selbst bei schnell wechselnden Randbedingungen in
einem hochflexiblen Fabrikbetrieb.
31
TIEFGEHENDES TECHNOLOGIEVERSTÄNDNIS
FÜR DIE HOCHLEISTUNGSPRODUKTION
Die t ech n o lo gi sch e n Gre n ze n vo n Fe r t i gu n g s p ro z e s s e n w e i te r a u s z u re i z e n u n d a u f d i e s e We i s e Z e it , Re sso u rc en u n d n i ch t zu l e t zt a u ch K o st e n e i n z u s p a re n i s t e i n v o rra n g i g e s Z i e l d e r A rb e i te n a m Fr a unhof e r
IPT. Daf ü r g e st a l t e n wi r Fe r t i g u n g ssyst e m e , -p ro z e s s e u n d -p ro z e s s k e tte n , d i e d i e P ro d u k ti o n le ist ungsfäh ig er u n d e ff i zi e n t e r ma ch e n .
Automatisierung in komplexen Produktionsumgebungen
Technologien in Grenzbereichen betreiben
In einigen Industriezweigen und Anwendungsfeldern sind
Mit konsequenter Vernetzung von Software zur Prozess-
zentrale Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen bis hin
simulation, Regelungs-, Steuerungs- und Qualitätsüber-
zu kompletten Leitständen bereits essentielle Werkzeuge zur
wachungssystemen lassen sich adaptive Regelungskonzepte
Vernetzung von Prozessketten, beispielsweise in der kontinu-
für Produktionsanlagen umsetzen. Solche Regelungssysteme
ierlichen Verfahrenstechnik. Die Industrie 4.0 verspricht eine
greifen idealerweise auf das vorhandene Prozesswissen
durchgehende Datenerfassung für eine flexible und adaptive
zurück und erlauben damit eine hochflexible Fertigung.
Steuerung diskreter und hochautomatisierter Prozessabfolgen
Durch integrierte Prozesssimulationen lassen sich optimale
auch in komplexen Produktionsumgebungen. Ein Beispiel
Maschinenparameter ermitteln, auf die Steuerungssysteme
dafür ist etwa die Kultivierung lebendiger Zellen.
zurückgreifen können. Kostspielige Iterationen am realen
Bauteil bis die optimalen Prozessparameter erreicht sind, sind
Im Verbundprojekt »StemCellFactory« hat das Fraunhofer
dann nicht mehr erforderlich.
IPT gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie
eine vollautomatisierte Produktionsplattform zur Produktion
Durch eine ergänzende Online-Qualitätsüberwachung, die
von Stammzellen entwickelt. Diese Plattform verfügt über
mit dem Regelungssystem verknüpft ist, erhält die Steuerung
zahlreiche Komponenten der Qualitätssicherung und der Zell-
ein direktes Feedback über den laufenden Prozess und den
prozessierung, die über einen zentralen Leitstand miteinander
Zustand von Bauteil und Werkzeug. So können Prozesse bis
vernetzt sind. Neben den Geräten zur Qualitätssicherung und
an ihre Grenzen ausgereizt werden, ohne dabei die Bauteil-
Prozessierung verfügt die Plattform über verschiedene Grund-
qualität zu gefährden. Die Vernetzung sämtlicher System- und
funktionalitäten auf Feldebene und über sicherheitsrelevante
Softwarelösungen anhand geeigneter Schnittstellen und Da-
Systeme, die mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung
tenverarbeitung ist dabei eine Grundvoraussetzung. Die Daten
versehen sind. Diese wurde als weiteres Modul in die Produk-
müssen dazu kontinuierlich und strukturiert in Datenbanken
tionsplattform integriert und mit dem Leitstand verbunden.
importiert, sortiert und mit geeigneten Analysemethoden
ausgewertet werden.
Darüber hinaus verfügt die StemCellFactory über verschiedene
Logging-Funktionen, die die Datendurchgängigkeit auf
Für Wickelanlagen zur Herstellung von Bauteilen aus
Prozess-, und Geräteebene sicherstellen. Die Daten werden
thermoplastischen Faserverbundkunststoffen entwickelt
systematisch erfasst, aufbereitet und abgespeichert. Eine
das Fraunhofer IPT im EU-Forschungsprojekt »ambliFibre«
anwenderfreundliche Bedienoberfläche zeigt dem Benutzer
gemeinsam mit internationalen Partnern beispielhaft solch ein
alle relevanten Daten an und unterstützt die Auswertung. Die
adaptives Regelungskonzept. Die Anlage soll für die hochflexi-
StemCellFactory ist ein Beispiel dafür, wie mit vernetzten,
ble Fertigung von Rohren für die Öl- und Gasindustrie ebenso
adaptiven Systemen selbst hochindividuelle Produktionsprozes-
geeignet sein wie für die Herstellung von Druckbehältern, die
se flexibel und effizient gestaltet werden können.
im Automobilbereich zum Einsatz kommen.
Mit einer Simulationssoftware werden dazu bereits in
der Maschine die thermischen Charakteristiken in der
32
Prozesszone untersucht und die Wärmeenergie bestimmt,
Die Technologiedatenbank für das Blankpressen von Optiken
die für das Wickeln erforderlich ist. Hier muss einerseits eine
enthält Informationen sämtlicher vor- und nachgelagerter
ausreichende Aufschmelzung des Matrixsystems gewährleistet
Prozesse wie der Vorbereitung der Formwerkzeuge durch
werden, andererseits ist aber zu vermeiden, dass System und
Zerspanprozesse, Werkzeugbeschichtungen, Qualitätsanalysen
Werkstoffe während des Fertigungsprozesses überhitzen. Die
an der Optik und des Decoatings der Formwerkzeuge. Dafür
Maschinensteuerung kann auf Grundlage der Datenanalyse
werden alle relevanten Produkt- und Prozessparameter sowie
die Leistung der Wärmequelle regeln und anpassen.
deren Qualitätsindikatoren in der Technologiedatenbank
erfasst. Die Informationen sind eindeutig in Form relationaler
Eine kontinuierliche Überwachung der Wickelqualität stellt
Datenstrukturen verknüpft und abgelegt – ganz im Sinne einer
sicher, dass sich das Produktionssystem der maximalen
»Single Source Of Truth«. Ein benutzerfreundliches Frontend
Prozessgeschwindigkeit annähern kann, ohne dass die
erlaubt über Filterfunktionen eine schnelle Abfrage historischer
Produktqualität darunter leidet – ein beachtlicher Produktivi-
Datensätze. Um Muster und Abhängigkeiten innerhalb der
tätsgewinn.
Prozesskette zu identifizieren, werden diese Datensätze
anhand einer standardisierten SQL-Datenbank mit einer Data-
Produkt- und Prozessoptimierung durch Data Mining
Mining-Software, zum Beispiel »RapidMiner«, ausgewertet.
und Predictive Analytics
So lassen sich mit neuronalen Netzen, Entscheidungsbäumen
Automatisierte Systeme zur Erfassung und Analyse von
oder Korrelationsanalysen schließlich optimale Parameter,
Maschinen-, Werkzeug- und Qualitätsdaten helfen dabei, die
Prozessbedingungen und Prozessstrategien zur Steigerung
Produkt- und Prozessqualität zu verbessern. Im Kontext von
der Effizienz der Fertigung und der Produktqualität ableiten
Industrie 4.0 ist hier häufig von der »Single Source Of Truth«
und wieder in das System zurückspielen. Die Technologie-
die Rede: Alle relevanten Produktionsdaten werden strukturiert
datenbank und die anschließenden Analyseverfahren erlauben
und genau einmal abgelegt – völlig ohne Redundanzen.
es damit, die Produktionsdaten entlang der Prozesskette
So lässt sich sicherstellen, dass alle Systeme auf dieselben
lückenlos zu erfassen, ganzheitlich zu analysieren und schließ-
Daten zugreifen und Informationen über Bauteile, Qualität
lich optimale Prozesseinstellungen abzuleiten. Gegenüber
und Prozesse stets aktuell, verlässlich und verbindlich sind.
konventionellen Ansätzen wie dem »Design of Experiments«
Erst auf dieser Grundlage sind detaillierte und zielführende
(DoE) steht hier eine deutlich umfangreichere und gründlichere
Datenanalysen möglich.
Datengrundlage und -qualität bereit, mit der sich sowohl Prozessabhängigkeiten als auch optimale Parameter identifizieren
Das Fraunhofer IPT entwickelt und implementiert solche Tech-
und analysieren lassen.
nologiedatenbanken und entsprechende Auswertungstools für
unterschiedliche Technologien und Fertigungsverfahren. Mit
der passenden Software zur Datenanalyse lassen sich Wechselwirkungen und Abhängigkeiten innerhalb der gesamten
Herstellungskette aufdecken und Optimierungspotenziale
ableiten, wie das Beispiel einer Technologiedatenbank für die
Herstellung replikativer Optiken zeigt.
33
34
UNSERE GESCHÄFTSFELDER
Wer in der Produktionstechnik erfolgreich sein will, muss
Indem wir uns laufend mit den aktuellen Fragen und Aufga-
immer wieder über die eigenen Grenzen blicken, Verände-
ben unserer Projektpartner auseinandersetzen, gewinnen wir
rungen schnell erkennen und flexibel mitgestalten. In unseren
nicht nur wichtige Impulse für unsere zukünftigen Forschungs-
Geschäftsfeldern orientieren wir uns daher besonders an den
arbeiten, sondern vergrößern gleichzeitig unser eigenes Know-
strategischen Bedarfen verschiedener Branchengruppen. Hier
how. Dieser stetige und intensive Austausch versetzt uns in die
zeichnet uns ein tiefgehendes Verständnis für die individuellen
Lage, im Auftrag unserer Kunden individuelle und innovative
Anforderungen und Möglichkeiten der entsprechenden Kun-
Lösungen zu entwickeln und zu gestalten.
dengruppen aus, sodass wir die Entwicklungen entscheidend
vorantreiben können.
Eine besonders enge Kooperation verbindet uns hier mit dem
Fraunhofer CMI und dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der
Wir führen in unseren Geschäftsfeldern das breite Kompetenz-
RWTH Aachen, die ihre Kompetenzen ebenfalls gewinnbrin-
spektrum unserer Fachabteilungen zusammen und können
gend in unseren Geschäftsfeldern einbringen. So gelingt es
unseren Kunden so durchgängige und bedarfsgerechte Lösun-
uns, interdisziplinäre Aufgaben auch über die Grenzen eng
gen anbieten. Abhängig von den jeweiligen Schwerpunkten
gesteckter Arbeitsgebiete hinweg zu lösen.
greifen wir auch auf unser erweitertes Netzwerk zurück und
binden die Kompetenzen unserer Partner ein.
Aktuelle Informationen über das Angebot
unserer Geschäftsfelder für die Industrie
finden Sie auf unserer Internetseite unter
www.ipt.fraunhofer.de/geschaeftsfelder
35
36
TURBOMASCHINEN
Da s F r a u n h o fer IPT e r f o r sch t u n d e n t wi ck e l t i m G e s c h ä fts fe l d » Tu rb o m a s c h i n e n « Te c h n o l o g i e n z u r H e rs t e l l u ng u n d R ep ara t u r vo n K o m p o n e n t e n d e s Tu rb o m a s c h i n e n b a u s fü r d i e L u ftfa h rt, d i e E n e rg i e - und
Au t o mo b il- so w ie Öl - u n d G a si n d u st r i e . Ge sch ä fts fe l d l e i te r D a n i e l H e i n e n e rl ä u te rt, w e l c h e te c h n o l ogis c h e n E n tw ic klu n g en i n d e n k o mm e n d e n J a h re n b e s o n d e re s A u g e n m e rk v e rl a n g e n .
Welches sind heute die wichtigsten
-Systeme (MES) als auch auf der Ebene der CAx-Systeme.
technologischen Herausforderungen der
Indem wir für unterschiedlichste Produkte durchgängige
Turbomaschinenbranche?
Datenketten über den gesamten Lebenszyklus sicherstellen,
können wir die damit verbundenen Prozesse und Technologien
Höhere Effizienz und niedrigere Emissionswerte sind die zen-
zur Fertigung und Reparatur maximal flexibel anwenden.
tralen Ziele bei der Entwicklung moderner Turbomaschinen.
Hier leistet der Einsatz hochwarmfester Werkstoffe, komplexer,
Wie wirkt sich eine höhere Online-/Offline-
oft dünnwandiger Geometrien und integrierter Komponenten
Adaptivität von Prozessen und Prozessketten
einen starken Beitrag. Die Herstellung verlangt deshalb
auf den Turbomaschinenbau aus?
gleichermaßen dynamische wie stabile Prozesse, um eine hohe
Oberflächenqualität in akzeptabler Fertigungszeit zu erzielen.
Wir arbeiten am Fraunhofer IPT an neuen Methoden der
Die Herausforderungen liegen dabei in einer schnellen und
Modellmanipulation im CAD, beispielsweise durch Morphing
standardisierten Auslegung unterschiedlicher Prozessketten zur
der Modellflächen oder protokollieren alle Bauteilgeometrieän-
Fertigung der Einzelkomponenten und in der Prozessoptimie-
derungen während des gesamten Lebenszyklus mit Hilfe eines
rung anhand leistungsfähiger Modelle und Softwaretools. Mit
»Digital Twin«. Durch die Kopplung von Modellen und Simu-
unseren speziellen Kenntnissen können wir die Unternehmen
lationen in der CAx-Umgebung sowie maschinenintegrierte
der Branche in allen Belangen unterstützen: vom Umgang
Messtechnik sowie die Rückführung der Messdaten in die
mit den eingesetzten Werkstoffen über die Auslegung und
Prozessplanung und damit in den laufenden Fertigungsprozess
Charakterisierung hochdynamischer Werkzeugmaschinen,
gelingt es uns, die Fertigung von Turbomaschinenkomponen-
dämpfender Spannsysteme und optischer Messtechnik bis
ten immer weiter zu optimieren – und den Unternehmen Zeit
hin zur Simulation und Modellierung der Einzeltechnologien,
und Kosten zu sparen. Adaptive Spannsysteme und eigens für
-prozesse und Prozessketten.
die speziellen Bedürfnisse der Turbomaschinenbranche ausgelegte Regelungssysteme tragen dazu bei, dass selbst bei den
Wie können Unternehmen des Turbomaschinen-
meist schwer zu bearbeitenden Werkstoffen und komplexen
baus durch die Vernetzung von Technologie- und
Geometrien höchste Ansprüche an die Sicherheit der fertigen
Prozesswissen profitieren?
Komponenten erfüllt werden können.
Neue Sensoren, mit denen die realen Geometrien erfasst
Kontakt
werden, aber auch umfangreiche Simulationen der Fertigungsprozesse erzeugen bei komplexen Werkstücken des Turbo-
Dipl.-Ing. Daniel Heinen
maschinenbaus riesige Datenmengen. Diese gilt es zu verar-
Telefon +49 241 8904-443
beiten und entlang der gesamten Prozesskette immer wieder
[email protected]
abzugleichen. Datendurchgängigkeit und -konsistenz sind deshalb wichtige Entwicklungsziele, um anpassungsfähige, robuste Prozesse zu erhalten. Das Fraunhofer IPT verfügt hier über
ein hohes Maß an Erfahrung aus zahlreichen Forschungs- und
Entwicklungsprojekten und über eine enorme Methodenkompetenz, sowohl auf der Ebene der Manufacturing-Execution
37
TURBOMASCHINEN
International Center for Turbomachinery Manufacturing
Am Ende des ersten Konferenztages bot ein Rundgang zu
– Konferenz 2015
41 Prüfständen in den Hallen und Laboren von Fraunhofer
ILT und IPT sowie des WZL der RWTH Aachen den Besuchern
Höhere Effizienz und niedrigere Emissionswerte waren die
der Konferenz die Gelegenheit, sich über laufende Projekte
zentralen Ziele bei den technologischen und fertigungstech-
und Ergebnisse auszutauschen und traf auf großen Beifall der
nischen Entwicklungen, die den rund 240 Teilnehmern der
Teilnehmer.
Konferenz präsentiert wurden. Diese Veranstaltung war die
dritte Ausgabe der ICTM-Konferenz und wurde am 25. und
Abschluss des Fraunhofer-Innovationsclusters
26. Februar 2015 von Fraunhofer ILT und IPT in Aachen
»Adaptive Produktion für Ressourceneffizienz in Energie
organisiert.
und Mobilität – AdaM«
Hochrangige Experten, vorwiegend aus den Bereichen
Ein Großteil der Energieversorgung wird noch für längere Zeit
Luft- und Raumfahrt sowie Energiegewinnung, Vertreter von
auf fossile Energieträger angewiesen sein, denn erneuerbare
Systemlieferanten, die Neuentwicklungen in Praxisanwendun-
Energien können die heutigen Bedarfe noch nicht vollständig
gen implementieren, sowie Mitglieder von Forschungseinrich-
und zuverlässig decken. Für die Automobil-, Flugzeug- und
tungen an der Schnittstelle zwischen Entwicklung und Einsatz
Energiebranche sind deshalb neue Antriebskonzepte mit
von Turbomaschinen leisteten auf der Konferenz ihre Beiträge
deutlich reduzierten Emissionswerten und geringem Treibstoff-
als Referenten.
verbrauch essentiell.
Alle Vorträge thematisierten die aktuellen Fortschritte und
Ziel des im Juni 2015 beendeten Fraunhofer-Innovations-
Tendenzen der Fertigung, aber auch der Wartung, Reparatur
clusters »Adaptive Produktion für Ressourceneffizienz in
und Überholung von Turbomaschinen, die für Antriebe
Energie und Mobilität – AdaM« war es, einen weiteren
in Flugzeugen oder die Energiegewinnung in Gas- und
Beitrag zur nachhaltigen Steigerung der Ressourceneffizienz in
Dampfturbinen eingesetzt werden. Weitere Themen waren
Energieversorgung und Mobilität zu leisten. Im Vordergrund
die Prozessentwicklung und die Entwicklungsfortschritte in
der Entwicklungen standen neue Konzepte und Designs von
der Materialwissenschaft sowie eine Zusammenfassung der
Turbomaschinenkomponenten mit einem messbar höheren
Auswirkungen, die diese Innovationen auf die Fertigung, MRO
Wirkungsgrad und niedrigeren CO2-Emissionen im Energie-
und Lebenszyklusstrategien der Zukunft haben werden.
wandlungsprozess. Erreicht werden sollte dies durch flexible
und gleichzeitig robuste Herstellungs- und Reparaturketten
Zusätzlich wiesen die Experten auf die Herausforderungen
sowie leicht anpassbare Einzeltechnologien für die Produktion
und Chancen hin, die die technologischen Fortschritte mit
von Turbomaschinen.
sich bringen: Einerseits bergen 3D-Design sowie neue Konstruktionsansätze, Fertigungs-Tools und Materialien eine Reihe
Die entwickelten Technologien und Methoden wurden an
von Hindernissen für die effektive Integration in bestehende
verschiedenen Bauteilen demonstriert. Zwei Komponenten
oder neue Fertigungsstrategien. Andererseits bieten diese
mit außerordentlicher Geometriekomplexität standen hier im
Lösungen, wenn sie erfolgreich integriert werden, auch
Fokus: das »Leitschaufelcluster« und die »Multi-BliR«. Beide
überzeugende Vorteile im Hinblick auf die Effizienz.
Demonstratoren dienten dazu, übergreifende Prozessketten
zu etablieren, zu optimieren und zu demonstrieren. Es kamen
38
jeweils unterschiedliche Einzeltechnologien aus verschiedenen
Fraunhofer und RWTH Aachen starten das ICTM Inter-
Teilprojekten zur Anwendung. Anhand des Demonstrators
national Center for Turbomaschinery Manufacturing
»Leitschaufelcluster« wurde eine Fertigungsprozesskette
vom Design über die generative Fertigung mittels Selective
Fraunhofer IPT und ILT sowie das WZL und der Lehrstuhl für
Laser Melting SLM bis zur Nachbearbeitung untersucht und
Lasertechnik LLT der RWTH Aachen starteten am 28. Oktober
umgesetzt. Mit einer kombinierten Bewertungsmethodik
2015 in Aachen mit 26 renommierten Industriepartnern das
wurden unterschiedliche Prozessketten aus Design- und aus
»ICTM – International Center for Turbomachinery Manufac-
Fertigungssicht bewertet und durch Verbrauchsmessungen
turing«. Im Mittelpunkt des Centers steht die Forschung rund
hinsichtlich ihres Energie- und Ressourcenverbrauchs
um die Reparatur und Herstellung von Turbomaschinen. Das
untersucht. Durch SLM konnte ein neues Design für ein
ICTM Aachen soll Innovationen beschleunigen, Experten
Verdichterstatorsegment entwickelt werden, das das Potenzial
zusammenbringen, Kräfte bündeln und für Exzellenz in der
zur Reduzierung von CO2-Emmission bietet. Das Beispiel der
vorwettbewerblichen Forschung bürgen, so das erklärte Ziel
Prozesskette »Multi-BliR« zeigte die adaptive Kombination von
der ICTM-Industriepartner. Zu den Industriepartnern des
Einzeltechnologien zur Fertigung und Reparatur. Die erfolgrei-
neuen Netzwerks zählen Turbinenhersteller, Konzerne und
che Demonstration einer Reparatur mehrstufiger Verdichter-
Mittelständler, die gemeinsam alle Bereiche der Prozesskette
bauteile ist dabei eine Grundvoraussetzung zur Verlängerung
abdecken.
des Lebenszykluses von Turbomaschinenbauteilen.
Das Center fußt auf dem erworbenen Wissen aus den
Die Entwicklungsarbeiten standen in enger Kooperation
Innovationsclustern »TurPro« und »AdaM« sowie der engen
mit führenden Unternehmen aus Nordrhein-Westfalen wie
Zusammenarbeit der beteiligten wissenschaftlichen Einrich-
Siemens Power Generation in Mülheim an der Ruhr und
tungen. Ziel des ICTM Aachen ist es, durch die langfristige Zu-
MAN Diesel & Turbo SE in Oberhausen sowie mit zahlreichen
sammenarbeit mit der Industrie technologische Innovationen
kleinen und mittleren Unternehmen als Zulieferer. Für die
zielgerichtet zu entwickeln und in industrielle Anwendungen
beteiligten OEMs und Zulieferer im Wirtschaftsraum NRW bot
zu überführen.
das Projekt eine einzigartige Plattform, die dazu beiträgt, die
Wettbewerbsposition des Landes NRW und der beteiligten
Dem ICTM Aachen steht ein zehnköpfiger Lenkungskreis aus
Unternehmen nachhaltig zu sichern. Diese soll nun auch
Vertretern der Industrieunternehmen und der Forschungsins-
weitergeführt und ausgebaut werden. Die Finanzierung des
titute vor. Das Center bearbeitet zunächst zehn gemeinsame
Fraunhofer-Innovationsclusters stammte mit fünf Mio. Euro
Forschungsprojekte mit einem Budget von rund 500 000 Euro.
aus Mitteln der beteiligten Partnerunternehmen; jeweils
Das Forschungszentrum startet damit ohne jegliche staatliche
zweieinhalb Mio. Euro steuerten das Land NRW (Förderkenn-
Förderung und gehört so zu den wenigen selbstständigen
zeichen PRO/0042) und die Fraunhofer-Gesellschaft bei.
Netzwerken, die aus den sehr erfolgreichen FraunhoferInnovationsclustern hervorgingen. Ursprünglich mit dem Fokus
Der Erfolg der Kooperation von Forschungseinrichtungen
auf Flugzeugturbinen gestartet, wurde das Forschungsgebiet
und Unternehmen sowie die wachsende Nachfrage nach
dann auf die Herstellung von Turbinen für die Energie-, Öl-/
Forschungskooperation und Technologieentwicklung bilden
Gas- und Automobilindustrie ausgeweitet.
die Basis für die Gründung des »ICTM – International Center
for Turbomachinery Manufacturing« in Aachen.
39
40
LEICHTBAU-PRODUKTIONSTECHNIK
I m G e sc h äf t sfeld » L e i ch t b a u - P ro d u k t i o n st e ch n i k « e n tw i c k e l t d a s F ra u n h o fe r I P T n e u e L ö s u n g e n z u r G roßs e r i e n p ro d u ktio n vo n Le i ch t b a u k o mp o n e n t e n f ü r e i n e V i e l z a h l v o n I n d u s tri e z w e i g e n – v o n d e r A u to m o bili n d u s t rie ü b er d ie Luf t - u n d R a u m f a h r t b i s zu r Ö l - u n d G a s fö rd e ru n g . G e s c h ä fts fe l d l e i te r R a m o n K re u tze r
e r k l ä r t, w ar u m L eicht b a u i n zwi sch e n l ä n g st k e i n H y p e m e h r i s t, s o n d e r n e i n Tre n d , d e n U n te r n e h m e n
d i e s e r B r an ch en n ic h t ve r sch l a f e n d ü r f e n .
Warum liegt der Leichtbau heute so im Trend und
in der Produktion erhoben, sondern auch aus den Produkten
wie können Unternehmen dieser Herausforderung
im Feld in die Produktion zurückgeführt werden. Man spricht
begegnen?
hier auch von einem »Digitalen Schatten«, einem virtuellen
Abbild, entweder der Produktion oder des Produkts. Um einen
Der Leichtbau ist in den vergangenen Jahren zu einem
solchen digitalen Schatten zu erzeugen, können beispielsweise
absoluten Trendthema gereift: Ein gewachsenes Bewusstsein
optische Fasern sowie ein entsprechendes Messystem in
für Umwelt, Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz stehen
einen Faserverbund integriert werden. Die erhobenen Daten
mit der Energiewende nicht nur bei der Politik, sondern auch
ermöglichen neben einer umfassenden Bauteilüberwachung
bei den Unternehmen weit oben auf der Agenda. Das betrifft
auch das »Lernen in der Produktion« zur Optimierung der
vor allem Branchen wie die Luftfahrt und Automobilindustrie,
Fertigungsprozesse.
die auf die Gewichteinsparung setzen. Aber auch Branchen,
bei denen es auf reine Performance ankommt, wie die
Was müssen Unternehmen tun, um hochwertige
Öl- und Gasindustrie, profitieren: Diese können etwa mit
Leichtbau-Produkte bezahlbar fertigen zu können?
Riser-Systemen aus faserverstärkten Kunststoffen bis zu 3000
Meter in den Ultra-Deep-Water-Förderbereich vordringen. Das
Der Automatisierungsgrad in der Produktion mit FVK ist heute
gelingt, weil Rohre aus FVK ein geringes Gewicht und eine
noch vergleichsweise gering, die Nachfrage nach individuellen
hohe, gezielt auf unterschiedliche Belastungsrichtungen ein-
Produkten bis zur »Losgröße 1« zu bezahlbaren Preisen jedoch
stellbare Festigkeit mit chemischer Beständigkeit vereinen. Am
hoch. Viele Unternehmen müssen jetzt zwei Schritte auf
Fraunhofer IPT entwickeln wir Prozesse, Anlagen, Werkzeuge
einmal gehen: Sie müssen ihre Produktion automatisieren, um
und Software für die Verarbeitung faserverstärkter Kunststof-
in der Serie Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, Ausschuss
fe, wie das Fügen, Umformen, Trennen und die Handhabung,
zu verringern und so Kosten zu senken. Gleichzeitig müssen
aber auch für die Qualitätssicherung. So befähigen wir unsere
sie ihre Produktionsprozesse adaptiv an wechselnde Anforde-
Kunden, Faserverbundwerkstoffe, Hochleistungsmetalle, Kera-
rungen anpassen können. Das stellt gerade kleine und mittlere
miken und Multimaterialsysteme in innovative Serienprodukte
Unternehmen vor große Herausforderungen. Mit unserem
zu integrieren.
Geschäftsfeld »Leichtbau-Produktionstechnik« unterstützen
wir Unternehmen dabei, Leichtbauprodukte in Serie zu
Was bedeutet Industrie 4.0 für die Herstellung
fertigen und damit effiziente, umweltschonendere Produkte
von Leichtbau-Produkten?
wirtschaftlich und für den Endkunden bezahlbar zu produzieren. Durch das Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau
Die Industrie 4.0 liefert den Schlüssel zur bezahlbaren Massen-
(AZL) sind wir in ein Netzwerk mit mehr als 60 internationalen
fertigung von Leichtbauprodukten, indem sie hilft, Ausschuss
Unternehmen eingebunden und direkter Entwicklungspartner
zu reduzieren – durch stabile und reproduzierbare Fertigungs-
für die Leichtbauindustrie.
prozesse. Gerade bei FVK ist das eine große Herausforderung,
denn der Werkstoff entsteht erst im Produktionsprozess aus
Kontakt
Halbzeug und Matrixmaterial. Die unzähligen Kombinationsmöglichkeiten bringen eine hohe Varianz in den Prozessen
Ramon Kreutzer M.Sc.
mit sich und erschweren die Reproduzierbarkeit. Mithilfe der
Telefon +49 241 8904-507
zunehmenden Vernetzung können Daten nicht nur bereits
[email protected]
41
LEICHTBAU-PRODUKTIONSTECHNIK
Multi-Material-Head: Systemlösung für die automatisier-
wird – liefert das Fraunhofer IPT auf Wunsch als Gesamtsystem
te Verarbeitung von Faserverbundkunststoffen
an die Anwender des Multi-Material-Head.
Für die automatisierte Verarbeitung aller gängigen unidirek-
Das Fraunhofer IPT unterstützt Industriekunden im gesamten
tionalen Halbzeugmaterialien aus Faserverbundkunststoffen
Prozess: von der Fertigung anwendungsnaher Demonstrator-
hat das Fraunhofer IPT ein roboterbasiertes Fiber-Placement-
bauteile, Anlagenkonzeption und Prozessentwicklung über
System entwickelt: den Multi-Material-Head. Auf der
Konstruktion und Aufbau des individuellen Gesamtsystems
europäischen Leitmesse für Faserverbundtechnologien, der
bis zur Inbetriebnahme. Neben der Implementierung von
JEC Europe 2015 in Paris, präsentierte das Institut vom 10. bis
Industrie-Standard-Steuerungshardware und -software bietet
12. März 2015 das flexible und modulare System als indivi-
das Fraunhofer IPT Anwendern zudem eine ausführliche
dualisierbare Systemlösung für die Produktion von Kleinserien
Schulung vor Ort.
sowie für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.
Automatisierte Herstellung individuell angepasster
Der Multi-Material-Head ist als individualisierbare System-
Organobleche für den Leichtbau
lösung erhältlich und bietet alle erforderlichen Komponenten
für die Verarbeitung von Halbzeugen aus Faserverbundkunst-
Bei der Herstellung belastungsfähiger Bauteile aus Organo-
stoffen. Das System ist in der Lage, sowohl thermoplastische
blechen aus Faserverbundwerkstoffen, beispielsweise für den
Tapes und duroplastische Prepregs als auch Dry-Fiber-Rovings
Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbau, fällt heute oft ein
zu verarbeiten. Dazu kann das Fiber-Placement-System mit
hoher Anteil an Verschnitt an. Um hier wertvolle Ressourcen
unterschiedlichen Wärmequellen – vor allem Heißluftsystemen,
zu sparen, hat das Fraunhofer IPT im Forschungsprojekt
Infrarotstrahlern oder Laser – ausgestattet werden. Der
»E-Profit« gemeinsam mit Partnern eine neue, automatisierte
Multi-Material-Head lässt sich schnell und kostengünstig in
Produktionsanlage entwickelt: Damit lassen sich belastungs-
bestehende Anlagen integrieren und kann an unterschiedliche
optimierte Organobleche mit weniger Verschnitt herstellen.
Anforderungen angepasst werden. Er eignet sich damit besonders für die Produktion von Kleinserien oder auch für das
Organobleche sind Kunststoff-Halbzeuge aus Fasergeweben,
schnelle Umrüsten zu Forschungs- und Entwicklungszwecken.
die in eine thermoplastische Kunststoffmatrix eingebettet
sind. Sie lassen sich durch Erwärmung leicht umformen und
In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPT können
gegenüber vielen herkömmlichen Leichtbauwerkstoffen deut-
Kunden die einzelnen Komponenten und Module für eigene
lich schneller, ressourcenschonender und energiesparender
Fertigungsumgebungen passend auswählen. So lässt sich der
verarbeiten – bei gleichen oder sogar besseren technischen
Multi-Material-Head als Endeffektor an allen marktüblichen
Bauteileigenschaften. Ein automatisiertes System für die Her-
Robotern und Portalsystemen einsetzen. Zur Herstellung von
stellung belastungs- und verschnittoptimierter Organobleche
Hohlprofilen oder Laminaten aus faserverstärkten Kunststoffen
aus thermoplastischen Tapes war jedoch bisher am Markt nicht
können Wickelachsen oder auch Ablegeformen ergänzt
erhältlich.
werden. Zusätzlich berät das Fraunhofer IPT zum Einsatz von
Laserschutzkabinen. Diese optionalen Module – einschließlich
Mit der neuen Anlage aus dem Projekt »E-Profit« können nun
Roboter, Wickelachsen und Ablegeformen sowie geeigneten
sowohl Kohlenstoff- als auch Glasfasertapes mit verschiedenen
Laserschutzkabinen, wenn ein Laser als Heizquelle genutzt
Matrixmaterialien kombiniert werden. Die Laminate lassen sich
42
durch beliebig einstellbare Faserorientierungen genau an den
bare Schäden in Rotorblättern von Windenergieanlagen gilt
jeweiligen Anwendungsfall und die gewünschte Belastbarkeit
es frühzeitig aufzuspüren, um ein plötzliches Versagen des
anpassen. Damit gelingt erstmals eine vollständig automa-
Bauteils und damit schwere Unfälle zu vermeiden. Vor allem
tisierte Herstellung belastungs- und verschnittoptimierter
bei Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen
Organobleche einschließlich Umformung, Funktionalisierung
(CFK) mit komplexen Geometrien und Faserlagen lassen sich
und Besäumung.
Dehnungen und Spannungen im Bauteilinneren anhand von
Finite-Elemente-Methoden nur schwer vorhersagen. Solche
Die sichere und robuste Anlage, die das Fraunhofer IPT
Vorhersagen sind noch dazu, abhängig von der tatsächlichen
gemeinsam mit seinen Projektpartnern entwickelt hat, nutzt
Belastung des Bauteils, oft sehr ungenau.
Infrarotstrahler als Wärmequelle zum Verschweißen der einzelnen Lagen und kommt ohne Zusatzausrüstung wie Roboter
Mit der optischen Frequenzbereichsreflektometrie lassen sich
oder Umhausungen aus. Sie arbeitet bereits heute mit Ablage-
anhand optischer Fasern Dehnungs- und Temperaturände-
geschwindigkeiten bis zu 1 m/s und kann Organobleche mit
rungen unter der Oberfläche messen. So können in Bauteilen
einer Gesamtbreite von derzeit maximal 1 Meter herstellen. Da
aus Faserverbundwerkstoffen Schädigungen und Belastungen
die Konsolidierung schon im Herstellungsprozess inbegriffen
sichtbar gemacht werden. Ein hoher Verkabelungsaufwand
ist, entfällt außerdem dieser nachgelagerte Prozessschritt.
wie bei Dehnungsmessstreifen ist für faseroptische Mess-
Durch ihre variable, flächige Konsolidierstrecke eignet sich die
verfahren nicht erforderlich, denn eine einzelne Sensorfaser
Anlage damit für eine große Vielfalt an Einsatzfeldern.
unterstützt bis zu mehrere Millionen Messstellen. Die geringen
Durchmesser optischer Fasern in der Größenordnung eines
Die neue Anlage wurde im Rahmen des Forschungsprojekts
menschlichen Haares erlauben es, schon während der Ferti-
»E-Profit – Energieeffiziente Produktion funktionsintegrierter
gung Sensoren in das Material einzubetten, beispielsweise in
thermoplastischer Faserverbundbauteile« entwickelt und vom
Faserverbundwerkstoffe, Werkstoffverbunde oder Klebe- und
22. bis 24. September 2015 auf der Sonderfläche »Industry
Fügespalte.
meets Science« während der Composites Europe in Stuttgart
erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Das Projekt wurde mit
Faseroptische Sensoren zur Strukturüberwachung können
Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung
frühzeitig innere und äußere Schäden anzeigen, wenn ein
(BMBF) im Rahmenkonzept »Forschung für die Produktion von
Bauteil zu versagen droht. Messungen in kurzen, mittleren
morgen« gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA)
und langen Zeiträumen erlauben es, unter realen Bedingungen
betreut.
ein gründlicheres Verständnis der Belastungen und Alterungserscheinungen der Struktur zu erlangen. Verbesserte Form-
Strukturüberwachung von Leichtbaukomponenten
geometrien, ein zielgerichteter Materialeinsatz und angepasste
Produktionsverfahren auf Basis von Messdaten versprechen
Strukturveränderungen innerhalb von Leichtbaukompo-
Material- und Kosteneinsparungen und damit insgesamt eine
nenten zu messen war lange Zeit nur mit Ultraschall- oder
höhere Ressourceneffizienz.
tomografischen Verfahren möglich. Dabei spielen intakte
Strukturen in vielen Bereichen der Industrie und sogar im
Alltag eine oft lebenswichtige Rolle: Verborgene Defekte in
Flugzeugstrukturen und Automobilkarosserien oder unsicht43
44
WERKZEUGBAU
Da s G esc h äf t sfeld » We r k ze u g b a u « d e s Fr a u n h o fe r I P T b i e te t U n te r n e h m e n , Z u l i e fe re r n u n d K u n d e n de s
We r k z eu g - u n d Fo rm e n b a u s g a n zh e i t l i ch e Lö su n g e n , d a m i t d i e s e d i e v i e lfä l ti g e n H e ra u s fo rd e ru n g e n i hre r
B r a n c he erf o lg reic h b e wä l t i g e n . Ge sch ä f t sf e l d l e i te r Mo ri tz Wo l l b ri n k z e i g t a u f, w i e We rk z e u g b a u b e tri ebe
p ro f i t i e ren , d ie ih re Fe r t i g u n g ve r n e t zt u n d a d a p ti v g e s ta l te n .
Welche Chancen bietet eine stärkere Vernetzung
auf ein Bauteil projiziert wird. Oder bei der Montage kom-
im Werkzeugbau?
plexer Werkzeuge, indem angezeigt wird, welches Teil wo
und wie montiert werden muss. Nicht zuletzt bieten auch die
Der Werkzeugbau kann hier sowohl aus technologischer als
additiven Technologien hohes Potenzial für mehr Flexibilität in
auch aus organisatorischer Sicht an Wettbewerbsfähigkeit
Herstellung und Reparatur, die wir für jeden Anwendungsfall
gewinnen: Mit mobiler Kommunikation, kompakter Sensorik
individuell mit unseren Kunden prüfen.
und modernen Fertigungsleitsystemen werden Abläufe in
den Unternehmen transparent und flexibel – in Echtzeit. Das
Wie kann das Fraunhofer IPT die Unternehmen
ist für den Werkzeugbau eine große Chance. Werkzeug-
dabei unterstützen und beraten?
integrierte Sensorik hilft beispielsweise, Wartungszeitpunkte
vorherzusagen, schützt vor Fehlbedienung und ermöglicht es,
Wir kennen und beraten die Branche seit vielen Jahren, sodass
bei der Instandhaltung die richtigen Schritte einzuleiten. Data
wir in die Projekte mit unseren Kunden ein tiefgreifendes
Mining ist für den Werkzeugbau hochinteressant, weil hier
Technologieverständnis einbringen können. Hier greifen
trotz Unikatfertigung Vergleichbarkeit geschaffen wird: Die
wir auf eine Benchmarking-Datenbank mit mehr als 1000
Unternehmen können Muster in einem sehr diversifizierten
aktuellen Datensätzen internationaler Werkzeugbaubetriebe
Bauteilspektrum erkennen, Prozesse organisatorisch wie auch
zurück. Bei konkreten Technologien, zum Beispiel der
technologisch optimieren und die Bauteilqualität verbessen.
Hartmetallzerspanung, nutzen wir unseren Maschinenpark zur
Darüber hinaus hilft die Vernetzung von Kunden und Lieferan-
Untersuchung optimaler Zerspanparameter und Schnittdaten
ten, Liefertermine in verteilten Fertigungsnetzwerken genau
sowie zur Ermittlung passender Fräswerkzeuggeometrien
zu planen und durch transparente Arbeits- und Ressourcen-
und Aspekten der Spanbildung. Wir beraten unsere Kunden
planung freie Kapazitäten besser zu nutzen. Das verkürzt
fundiert zu Einzeltechnologien wie Fräsen, Senkerosion,
die Durchlaufzeiten und erlaubt einen längeren produktiven
Drahtfunkenerosion, Drehen und Schleifen und unterstützen
Einsatz von Werkzeugen in der Serienfertigung.
sie, ihre Prozessgrenzen zu erweitern. Von den Einzeltechnologien abgesehen ist es natürlich wichtig, die Prozesskette mit
Welche neuen Technologien helfen dem Werk
ihren Wechselwirkungen grundlegend zu verstehen, da am
zeugbau, schneller und flexibler zu werden?
Ende das Gesamtergebnis – das Werkzeug – zählt. Durch die
Zusammenarbeit mit dem WZL der RWTH Aachen und der
Eine große Herausforderung für den Werkzeugbau ist seine
WBA Aachener Werkzeugbau-Akademie können wir unseren
Einbindung in die Produktentstehung. Das ist zwar prinzipiell
Kunden standardisierte und individuelle Angebote machen,
wünschenswert, aber oft müssen späte Designänderungen des
durch die ihr Unternehmen fit für den globalen Wettbewerb
Produkts eben doch noch im Werkzeug berücksichtigt werden.
wird.
Datendurchgängigkeit in der gesamten Prozesskette – von
der Konstruktion über CAM-Programmierung und Fertigung
Kontakt
bis zur Qualitätssicherung – ist dafür Pflicht. Mit einer guten
Datenbasis können Unternehmen auch von den aktuellen
Moritz Wollbrink M.Sc.
Entwicklungen der Virtual oder Augmented Reality profitieren:
Telefon +49 241 8904-231
AR-Brillen können beispielsweise die Fertigungsmesstechnik
[email protected]
unterstützen, indem die Soll-Kontur noch in der Fräsmaschine
45
WERKZEUGBAU
Automatisiertes Polieren im Formenbau
Das IntegFINISH-System wurde schließlich in der Produktion
auf Fräsmaschine implementiert und zeigte bei der auto-
Die Prozesskette zur Herstellung von Werkzeugen und
matisierten Feinbearbeitung eine Oberflächenverbesserung
Formen aus Stahl oder Gusseisen umfasst typischerweise die
nach dem Schlichtfräsen (Ra > 1 μm) auf Rauheitswerte
Herstellung der Form durch mechanisches CNC-Fräsen und
von Ra < 0,1 μm. Zudem reduzierte sich die Prozesszeit im
anschließende Finishbearbeitung durch manuelles Polieren.
Vergleich zur manuellen Feinbearbeitung bis zu 50 Prozent.
Die Feinbearbeitung ist dabei als einziger Schritt in der Pro-
Die erzielte matt-glänzende »Strichpolitur« entspricht bereits
zesskette nicht automatisiert und macht rund 50 Prozent der
den Qualitätsanforderungen zahlreicher Umform-, Stanz- oder
Fertigungszeit und 15 Prozent der gesamten Werkzeugkosten
Biegewerkzeuge. Das Konsortium erwartet aufgrund dieser
aus. Das Polierergebnis – Qualität und Bearbeitungsdauer –
vielversprechenden Ergebnisse und der daraus resultierenden
hängt damit stark vom individuellen Können des Handwerkers
Vorteile für die Anwender eine rasche Verbreitung der
ab, ist aber sehr zeitaufwändig, oft gesundheitsbelastend und
IntegFINISH-Lösung in produzierenden Unternehmen.
erfordert großes handwerkliches Geschick. Das Fraunhofer
IPT hat deshalb gemeinsam mit vier Industriepartnern im
Mikrostrukturen zur Formentlüftung für den
öffentlich geförderten Forschungsprojekt »IntegFINISH« einen
Kunststoffspritzguss
Prozess entwickelt, der heute schon einen großen Teil der
Handarbeit in die Fräsmaschine verlagern und so automatisie-
Mit Spritzgießverfahren lassen sich kostengünstig große
ren kann. Das Projektergebnis zeigt, dass durch Nutzung von
Mengen an Kunststoffprodukten in hoher Qualität herstellen
Kapazitäten bereits vorhandener Fräsmaschinen Polierprozesse
– allerdings nur, wenn die eingespritzte Kunststoffmasse das
automatisiert und zur Finishbearbeitung von Werkzeugen und
Formwerkzeug vollständig ausfüllt und das fertig abgeformte
Formen erfolgreich angewendet werden können.
Bauteil keine Oberflächenfehler aufweist. Darauf hat die
Formentlüftung einen entscheidenden Einfluss. Das Fraunhofer
Im Projekt erprobten die Partner zunächst diverse vorhan-
IPT untersucht deshalb in einem Forschungsprojekt gemeinsam
dene Polierwerkzeuge an Werkstücken aus Flachstahl. Die
mit drei Industriepartnern, wie sich durch Mikrostrukturen die
Prozessentwicklung erfolgte dann am Fraunhofer IPT durch
Entlüftung von Spritzgießwerkzeugen verbessern lässt.
Einsatz und Untersuchung der entwickelten Komponenten
in Werkzeugmaschinen. Messungen der Spindelanpresskraft
Ziel des Forschungs- und Entwicklungsprojekts »VentOpt« ist
und -drehzahl, der Oberflächenrauheit und des zerspanten
es, eine Formentlüftung durch funktionale Mikrostrukturen in
Volumens nach Einsatz der Werkzeuge sowie Untersuchungen
der Trennebene des Werkzeugs zu erreichen und eine Simu-
zur Eignung der CAM-Software zeigten die Eignung der
lationssoftware weiter zu entwickeln, mit der sich passende
entwickelten Komponenten und Systeme. Anhand der
Entlüftungsstrukturen anwendungsgerecht auslegen lassen.
Messung und Analyse der Oberflächenqualität eines Demons-
Hier sollen Erkenntnisse über die Gestaltung, Dimensionierung
tratorbauteils, das zunächst gefräst und anschließend manuell
und Funktionsweise unterschiedlicher Entlüftungsstrukturen
poliert wurde, wurden Zielparameter für die Automatisierung
einfließen, die alle wichtigen Prozessparameter wie Fülldruck,
ermittelt. Das Polierergebnis wurde nach der Bearbeitung mit
Werkzeugtemperatur und die Eigenschaften des eingesetzten
dem IntegFINISH-System hinsichtlich Oberflächenqualität,
Kunststoffmaterials einbeziehen.
zerspantem Volumen und Polierwerkzeugverschleiß beurteilt.
46
Da nur die Luft und nicht der flüssige Kunststoff beim Füllvor-
außerdem die Phoenix Contact GmbH & Co. KG aus
gang aus der Form entweichen darf, müssen die komplexen
Blomberg sowie den Werkzeugbau der ZF Friedrichshafen AG
und filigranen Entlüftungsstrukturen präzise in die Trennebene
aus Schweinfurt, Gesamtsieger des Jahres 2012, mit einer
des Formwerkzeugs eingebracht werden. Das Fraunhofer IPT
Urkunde aus.
setzt dafür das Laserstrahlstrukturieren ein. Um bereits während der Werkzeugkonstruktion die Auslegung der Entlüftung
Gewinner in der Kategorie »Interner Werkzeugbau unter
zu berücksichtigen, entwickeln die Partner im Projekt ein Soft-
50 Mitarbeiter« wurde die Kirchhoff Automotive Deutschland
waremodul, das geeignete Entlüftungsstrukturen vorschlagen
GmbH aus Attendorn im Sauerland. Als weitere Finalisten in
sowie Position und Anzahl der Öffnungen im Werkzeugmodell
der Kategorie »Interner Werkzeugbau unter 50 Mitarbeiter«
anzeigen kann. Die Simulationsergebnisse überprüfen die
wurden die Festo Polymer GmbH aus St. Ingbert, die Hilti
Projektpartner anhand eines speziellen Spritzgießwerkzeugs,
Aktiengesellschaft aus Schaan in Liechtenstein und die Huf
das mit Temperatur- und Drucksensoren ausgerüstet ist. Die
Tools GmbH aus Velbert ausgezeichnet.
Kunststoffprodukte, die mit den neuen mikrostrukturierten
Werkzeugen hergestellt werden, sind im Idealfall gratfrei und
Den Sieg in der Kategorie »Externer Werkzeugbau unter
von deutlich besserer Oberflächen- und Bauteilqualität.
50 Mitarbeiter« trug die Wiro Präzisions-Werkzeugbau GmbH
& Co. KG aus Olpe im Sauerland nach Hause. Als weitere
Das KMU-innovativ-Verbundvorhaben »VentOpt«, in dem die
Teilnehmer hatten es die Croner Präzisionsformenbau GmbH
Unternehmen Simcon kunststofftechnische Software GmbH,
aus Sachsen bei Ansbach, die Hanns Engl Werkzeugbau O.H.G
FKT Formenbau und Kunststofftechnik GmbH und Komos
aus Bozen in Italien sowie die Wesko GmbH aus Stollberg
GmbH mit dem Fraunhofer IPT zusammenarbeiten, wird unter
im Erzgebirge bis ins Finale geschafft. Bester »Externer
dem Förderkennzeichen 02PK2371 durch das Bundesministeri-
Werkzeugbau über 50 Mitarbeiter« wurde die Meissner AG
um für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
aus Biedenkopf-Wallau an der Lahn. Weiterer Finalist in dieser
Kategorie war die Fischer GmbH aus Geringswalde in Sachsen.
Wettbewerb »Excellence in Production« kürte Audi AG
zum »Werkzeugbau des Jahres 2015«
Das Fraunhofer IPT und das WZL der RWTH Aachen ermittelten gemeinsam mit einer fachkundigen Jury die besten
Erneut stellte der interne Werkzeugbau der Audi AG im
Werkzeug- und Formenbau-Betriebe in vier Kategorien auf
Jahr 2015 den Gesamtsieger des Branchenwettbewerbs
der Grundlage eines ausführlichen Vergleichs und besuchten
»Excellence in Production«. Während der feierlichen Abend-
diese vor Ort: Die zehn Juroren aus Industrie, Politik und
veranstaltung im Rahmen des internationalen Kolloquiums
Wissenschaft bestimmten dann die 13 Finalisten, die Katego-
»Werkzeugbau mit Zukunft« nahm Michael Breme als Leiter
riesieger sowie den Gesamtsieger. Insgesamt hatten sich 295
des Audi-Werkzeugbaus den begehrten Pokal im Krönungssaal
Werkzeug- und Formenbau-Betriebe am Wettbewerb beteiligt.
des Aachener Rathauses vor rund 280 Zuschauern entgegen.
Der Wettbewerb »Excellence in Production« fand 2015 bereits
zum zwölften Mal statt. Am Tag nach der Preisverleihung stell-
Neben dem Gesamtsieg gewann Audi auch die Auszeichnung
ten ausgewählte Unternehmen ihre Erfolgsstrategien auf dem
in der Kategorie »Interner Werkzeugbau über 50 Mitarbeiter«.
15. Internationalen Kolloquium »Werkzeugbau mit Zukunft«
Als weitere Finalisten dieser Kategorie zeichnete die Jury
im Aachener Quellenhof vor.
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OPTIK
I m G e sch äft sfeld » O p t i k « b e sch ä f t i g t si ch d a s F ra u n h o fe r I P T m i t d e r F e rti g u n g , E rp ro b u n g u n d Mo n ta ge
k o m p l e x er Hig h - En d - O p t i k e n u n d o p t i sch e r S y s te m e . R e i k K ra p p i g l e i te t d a s G e s c h ä fts fe l d u n d s p ri cht
ü b e r d ie Tren d s u n d A n f o rd e r u n g e n , d i e d e r Op ti k b ra n c h e i n d e n k o m m e n d e n Ja h re n b e g e g n e n w e rd e n.
Welche Trends bestimmen in den kommenden
anspruchsvollen Werkstoffen in engsten Toleranzen zu fertigen
Jahren die Optikproduktion?
und seine Prozesse im Grenzbereich zuverlässig zu betreiben,
der ist auch für die Zukunft der Optik gut aufgestellt.
Ungebrochen ist der Trend zu immer kompakteren optischen
Systemen mit hoher Funktionsintegration und wachsender
Wie können Unternehmen mit der wachsenden
Leistungsdichte, etwa bei Konsumgütern wie Mobiltelefonen
Dynamik des Marktes umgehen?
und Kameras, aber auch bei hochwertigen Industriegütern
für die Lasertechnik oder Telekommunikation. Oft treffen
Seit vielen Jahren sprechen wir von Prozess- und Fertigungs-
technische Herausforderungen wie kleine Aperturdurchmesser,
ketten als Garant für Wertschöpfung und Produktivität.
steile, asphärische Funktionsflächen und geringe Toleranzen
Viel Energie verwenden Unternehmen hier noch auf die
für Formfehler und Position auf hohe Stückzahlen und
Optimierung einzelner Produktionsstränge durch mitunter
enormen Kostendruck. Die Herausforderung besteht darin,
zahlreiche Korrekturschleifen. Schneller und flexibler könnten
optische Komponenten mit komplexen Geometrien aus an-
sie agieren, wenn sie solche Iterationen künftig nicht mehr nur
spruchsvollen Werkstoffen kostengünstig herzustellen und in
auf einzelne Fertigungsschritte beschränken. So lässt sich in
entsprechende Endgeräte zu integrieren. Auch der Markt für
Kenntnis der Fertigungshistorie einer Komponente beurteilen,
Infrarotoptiken gewinnt in den kommenden Jahren weiter an
welche nachgelagerten Bearbeitungsschritte wie modifiziert
Dynamik. Um der steigenden Nachfrage zu begegnen, entwi-
werden müssen, um bei vertretbarem Aufwand die Qualität
ckeln wir mit unseren Partnern aus der Industrie Technologien
der Komponente zu verbessern. Ein detailliertes Modell des
und durchgängige Prozessketten zur direkten und replikativen
Produkts und seines Fertigungsprozesses kann die Grundlage
Fertigung optischer Komponenten und Systeme und befassen
für eine automatisierte Bewertung bilden. Die aktive Justage
uns mit dem Aufbau und Einsatz leistungsfähiger Ultrapräzi-
optischer Systeme zeigt zum Beispiel, wie sich Komplexität
sionsmaschinen sowie der dazugehörigen Messtechnik für die
durch Modelle beherrschen lässt: Das Verhalten optischer
Automatisierung der Fertigungsprozesse.
Systeme ändert sich abhängig von den Positionsabweichungen
einzelner Elemente in multiplen Freiheitsgraden, aber auch
Welche Rolle spielt eine übergreifende Vernetzung
abhängig von der Form und Rauheit der Einzelkomponenten.
von Prozessdaten in der Optikbranche?
Deshalb sind solche Systeme oft extrem schwierig einzurichten. Detaillierte Modelle eröffnen hier große Chancen, denn
Die Optikbranche ist geprägt durch komplexe Produktions-
sie können zur Fertigungsplanung, bei Parameteränderungen
prozesse. Das bedeutet, dass die Unternehmen sich einerseits
oder zur Übertragung auf andere Fertigungsstandorte
mit Verbesserungen ihrer Einzelprozesse und Prozessketten
eingesetzt werden.
auseinandersetzen müssen, indem sie ihre Prozessdaten
kennen und Schlussfolgerungen daraus ziehen. Andererseits
Kontakt
sind die Optikhersteller aber auch gefordert, die Wirkzusammenhänge zwischen ihren Produktionsanlagen zu kennen und
Dipl.-Ing. Reik Krappig
idealerweise automatisiert analysieren zu können. Denn die
Telefon +49 241 8904-327
Interpretation dieser Daten erlaubt Prozessverbesserungen, die
[email protected]
im Rahmen singulärer Betrachtungen gar nicht möglich sind.
Wer in der Lage ist, komplexe optische Funktionsflächen mit
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OPTIK
Studie »Grenzbereiche der Optikproduktion«
IPT eine Anlage mit einem integrierten Mikromanipulator
entwickelt. Damit lassen sich beispielsweise optische
Design, Werkstoffe, Fertigungstechnologien und Messtechnik
Komponenten für Hochleistungsdiodenlaser, miniaturisierte
bestimmen in starkem Maße die Wettbewerbsfähigkeit von
Objektive oder Projektoren für strukturiertes Licht hochpräzise
Unternehmen der Optikbranche. Ziel der Studie »Study on
automatisiert ausrichten.
the Future of Optics Production« ist es deshalb, einen detaillierten Überblick über künftige Trends zur leistungsfähigen
Die Anlage arbeitet mit höchster Präzision und ist geeignet
Herstellung optischer Komponenten zu gewinnen. Die drei
für verschiedenste Optikmontageaufgaben – nicht nur für die
Fraunhofer-Institute ILT, IOF und IPT sowie das Institut für
aktive Justage optischer Komponenten, sondern beispielsweise
Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk IKV und der
auch für die Inspektion oder das Sortieren von Mikrobauteilen.
Lehrstuhl für Glas und keramische Verbundwerkstoffe GHI der
Die Justageeinheit der Anlage verfügt über sechs Freiheitsgra-
RWTH Aachen starteten am 12. November 2015 gemeinsam
de und wird in Kombination mit einem Portalsystem einge-
mit einem Industriekonsortium die umfassende Studie. Im
setzt. Dadurch steht für die Optikmontage ein Arbeitsraum bis
Fokus der Studie stehen vier Themenkomplexe, die von den In-
zu 500 x 500 mm² zur Verfügung.
dustrieunternehmen vorab definiert wurden: Freiformoptiken,
Miniaturisierung, Funktionalisierung und Werkstoffe. Ziel der
Da der Anwender das System in fast jeder beliebigen Program-
Studie ist es, die künftigen Herausforderungen bei der Optik-
miersprache ansteuern kann, integriert es sich schnell und
fertigung zu identifizieren und dafür neue Lösungsansätze zu
flexibel in unterschiedliche Produktionsumgebungen. Die Aus-
erarbeiten.
stattung der Anlage lässt sich individuell auswählen und auf
Wunsch etwa durch Zuführungsmodule oder Transfersysteme
Auf der Grundlage wissenschaftlich fundierter Expertenvorträ-
erweitern. Das System kann aber auch vorgegebene Standard-
ge und einer detaillierten Analyse internationaler Marktstruk-
prozesse wie Sidetab- und Bottomtab-Montage bearbeiten,
turen, Produkttrends und künftiger technologischer Herausfor-
um im voll- oder teilautomatisierten Betrieb hohe Stückzahlen
derungen wollen die Wissenschaftler der Fraunhofer-Institute
zu produzieren. Grundlegende Funktionalitäten wie Bauteil-
und der RWTH Aachen gemeinsam mit den Studienteilneh-
tracking oder eine Auswertung zur Gesamtanlageneffektivität
mern ein umfassendes Bild der Optikproduktion der nächsten
oder zur Prozessfähigkeit werden mitgeliefert. Außerdem ist
zehn Jahre erarbeiten. Die Industriepartner profitieren dabei
ein Handbetrieb des Mikromanipulators möglich, falls sich der
in besonderem Maße von den Technologiekenntnissen und
Programmier- und Einrichteaufwand für die Automatisierung
dem ausgedehnten Netzwerk an Industriekontakten der fünf
einmal nicht lohnen sollte.
Forschungsinstitute, die thematisch nahezu alle Bereiche der
Optikbranche und ihrer Anwender abdecken.
Die Erweiterbarkeit der Anlage durch die offene Plattform
und das Software-Konzept bieten viele unterschiedliche
Offene und flexible Montageplattform für optische
Möglichkeiten zur Programmierung, zum Beispiel in LabVIEW,
Systeme
Python, C# oder SPS. So kann sichergestellt werden, dass der
Anwender seine Montageprogramme eigenständig erstellen
Der Aufbau von Lasersystemen erfordert eine hochgenaue
und verwalten kann, ohne sensibles Know-how an Dritte
Ausrichtung der optischen Komponenten zueinander. Zur
preisgeben zu müssen.
flexiblen Automatisierung dieser Aufgabe hat das Fraunhofer
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Die Kinematik des Manipulators besteht aus einer parallelen
und UV-Strahlung auszeichnen ist. Für ihre Herstellung bietet
Struktur und basiert vollständig auf Festkörpergelenken. Damit
sich das nicht-isotherme Blankpressen an, ein Verfahren, bei
lassen sich kleinste Schritte verlustfrei auf den Endeffektor
dem Glas erhitzt und anschließend unter hohem Druck umge-
übertragen und unerwünschte Effekte wie Umkehrspiel oder
formt wird. Obwohl die Stückkosten bei diesem replikativen
Hysterese vermeiden. Als Aktoren kommen Piezoschrittmoto-
Verfahren gegenüber einer direkten Fertigung schon äußerst
ren zum Einsatz, die eine extrem hohe Bewegungsauflösung
gering sind, zwingt der Markt die Hersteller, die Kosten noch
von wenigen Nanometern mit relativ großen Verfahrbereichen
weiter zu senken, um im internationalen Wettbewerb zu
kombinieren. So sind höchste Genauigkeiten und kleinste
bestehen.
Schritte in sämtlichen Freiheitsgraden möglich.
Das Fraunhofer IPT und seine Partner im KMU-innovativUnternehmen, die mit der Montage optischer Systeme befasst
Projekt »InnoForm« setzen deshalb bei den Umformwerkzeu-
sind, profitieren besonders von der neuen Anlagentechnik.
gen an, denn die bisher verwendeten chrombeschichteten
Erste Beispielanwendungen sind etwa die Montage von
Stahlformen unterliegen einem hohen Verschleiß. Neue
Kollimationsoptiken für Diodenlaser oder VCSEL, von Fest-
Formwerkstoffe aus Keramik könnten die Standzeiten der
körperlasern mit planarer Aufbautechnik, Endoskopobjektive
Werkzeuge aufgrund ihrer hohen Härte und Warmfestigkeit
oder Projektoren für strukturiertes Licht.
deutlich verlängern, Rüstzeiten verkürzen und Material
einsparen. In der Metallumformung beispielsweise erreichen
Keramik kann Kosten für Photovoltaik- und
Keramikformen bis zu 20-fach längere Nutzungszeiten als
Beleuchtungsoptiken senken
Stahlformen – ein ähnlich hohes Potenzial sehen die Forscher
auch für die Optikfertigung.
In der Photovoltaik und in der LED-Technik besteht eine hohe
Nachfrage nach kostengünstigen optischen Komponenten
Die Projektpartner versprechen sich von den Keramikformen
aus Glas. Deshalb kommen hier heute schon oft gepresste
nicht nur eine längere Haltbarkeit aufgrund ihrer guten
Glasoptiken zum Einsatz, die durch einen Umformprozess
chemischen Resistenz und Oxidationsbeständigkeit, sondern
in kurzer Zeit in hohen Stückzahlen hergestellt werden. Die
auch bessere thermische Werkstoffkennwerte. Die gepressten
Fertigungskosten für diese Optiken ließen sich sogar noch
Bauteile sollen außerdem eine höhere Formgenauigkeit und
weiter senken, wenn die eingesetzten Werkzeuge den hohen
geringere Oberflächenrauheit aufweisen. Da die induktiven
Belastungen des Umformprozesses länger standhalten wür-
Verfahren, mit denen die herkömmlichen Stahlformen für den
den. Das Fraunhofer IPT untersucht deshalb gemeinsam mit
Pressvorgang erwärmt werden, bei Keramik nicht einsetzbar
der Füller Glastechnologie Vertriebs-GmbH und der FCT Inge-
sind, erproben die Partner auch neue Heizkonzepte, die in
nieurkeramik GmbH, ob sich Keramik als Formwerkstoff dazu
Zukunft in die Pressanlage integriert werden können. Ebenso
eignet, die Standzeiten der Presswerkzeuge zu verlängern und
untersuchen sie, welche Designeinschränkungen bei der
so weitere Kosten einzusparen.
Auslegung der Formeinsätze zu beachten sind. Das Projekt
»InnoForm« bildet damit die gesamte Prozesskette von der
Die Glasoptikkomponenten in hochkonzentrierten Photo-
Simulation und Entwicklung bis hin zur Abformung und
voltaikanlagen oder LED-Leuchten müssen sich durch eine
messtechnischen Beurteilung ab.
besondere Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen
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LIFE SCIENCES ENGINEERING
I m G e sc h äf t sfeld » Lif e S ci e n ce s E n g i n e e r i n g « e rfo rs c h t u n d e n tw i c k e l t d a s F ra u n h o fe r I P T z u k u n fts we is e n d e F er t ig u n g stechn o l o g i e n f ü r d a s P ro d u k t sp e k tru m d e r L e b e n s w i s s e n s c h a fte n – v o n d e r P h a rm a i n dust r i e ü ber d ie B io t ech n o l o g i e b i s h i n zu r M e d i z i n te c h n i k . G e s c h ä fts fe l d l e i te ri n Je l e n a O c h s z e i g t e i ne n
Au s s c hn it t au s d er V i e lf a l t d e r A n we n d u n g e n , d i e v o n d e r i n te rd i s z i p l i n ä re n Z u s a m m e n a rb e i t p ro fi ti e re n.
Wie kann das Know-how des Fraunhofer IPT die
sich Fehler minimieren. Ebenso lässt sich in Zukunft die
Entwicklungen in den Life Sciences weiterbringen?
Sicherheit von Medizinprodukten verbessern, weil der gesamte
Herstellungsprozess lückenlos verfolgt werden kann. Darüber
Von der Produktionsseite kommend bringen wir eine ganz
hinaus profitiert die automatisierte Produktion zellbasierter
neue, interdisziplinäre Sichtweise in die gemeinsamen Projekte
Therapeutika besonders von einer hohen Datendurchgän-
ein. Die personalisierte Medizin ist für uns besonders span-
gigkeit. Durch Integration metrologischer Systeme können
nend, weil sie sich direkt an den Bedürfnissen des Patienten
Zellkulturen live überwacht und die gewonnenen Daten direkt
orientiert und individualisierte Produkte fordert. Der gesamte
zur Prozesssteuerung verwendet werden. Darauf aufbauend
Bereich der Stammzellforschung und der regenerativen
können entsprechende Algorithmen genutzt werden, um den
Medizin bietet sich für die interdisziplinäre Zusammenarbeit
Herstellungsprozess intelligent zu optimieren.
von Bio- und Produktionstechnologen an, denn erst ein hoher
Automatisierungsgrad und Technologien mit hohem Durchsatz
Wie lassen sich biotechnologische Prozesse
schaffen die erforderlichen Voraussetzungen personalisierte
flexibel automatisieren?
Medizin.
Ein wichtiges Arbeitsgebiet, das hohe Adaptivität der AnDurch Automatisierung von Fertigungsprozessen können
lagentechnik fordert, ist die Kultivierung adulter Stammzellen.
aber beispielsweise auch Lab-on-a-Chip-Systeme in großen
Wer es beherrscht, diese Zellen mit automatisierten Prozessen
Stückzahlen hergestellt werden. Das hilft Medizinern dabei,
schnell und sicher zu vermehren, kann mit patienteneigenem
Diagnosen schneller zu stellen und therapeutische Maßnah-
Gewebe Medikamente auf ihre Wirksamkeit testen oder neue
men früher einzuleiten. So etwas ist besonders wichtig, wenn
Therapien entwickeln, beispielsweise für die Wundheilung bei
es um lebensbedrohliche Krankheiten geht. Das Fraunhofer
Diabetespatienten. Hier können wir unsere produktionstech-
CMI in Boston, mit dem wir im Geschäftsfeld eng zusammen-
nischen Kompetenzen in vielen Gebieten einbringen – von der
arbeiten, entwickelt hierfür Antibiotika-Tests, die Resistenzen
Entwicklung von MES-Systemen für die automatisierte Zell-
deutlich schneller als bisher feststellen und so Leben retten
kultur über die Integration der Messtechnik in die Laborabläu-
können.
fe anhand standardisierter Schnittstellen bis hin zur Gestaltung
und Bewertung der Prozessketten. Hier ist die Kombination
Welche Rolle spielen Vernetzung und Daten-
aus unserem Know-how aus der Produktion und dem Wissen
verarbeitung in diesem Kontext?
der Biologen und Mediziner enorm wertvoll: So können
wir anhand systematischer Darstellungen bislang manueller
In den vergangenen Jahren ist es möglich geworden, immer
Abläufe Anlagen auslegen, die sich selbstständig regeln und
größere Datenmengen zu verarbeiten. Die Daten, die wir
die biotechnologischen Prozesse unter Einbezug speziell
mit speziell entwickelten Messinstrumenten und Sensoren
entwickelter oder angepasster Messtechnik automatisieren.
gewinnen, können dazu beitragen, genauere Diagnosen zu
stellen und besser auf den Patienten einzugehen. In Laboren
Kontakt
können technische Assistenten zukünftig durch intelligente,
vernetzte Hardware unterstützt werden. Indem alle erfor-
Jelena Ochs M.Sc.
derlichen Schritte bei der Laborarbeit mit entsprechenden
Telefon +49 241 8904-571
Daten hinterlegt und nachverfolgt werden können, lassen
[email protected]
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LIFE SCIENCES ENGINEERING
Automatisierte Stammzellproduktion für die personali-
neues Greiferkonzept kann der Roboterarm mit verschiedenen
sierte Medizin
Verbrauchsmaterialien hantieren und alle Stationen der
Anlage bedienen. Neben der automatisierten Prozessführung
Der Bedarf nach Automatisierungslösungen für biotechno-
ermöglicht ein Handfahrbetrieb auch das Erlernen neuer
logische Laborprozesse wächst heute mehr denn je – dies
biologischer Prozesse. Die Verwendung einer industriellen
gilt nicht mehr nur für einzelne Labor- und Analysegeräte,
speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) garantiert die
sondern auch für komplette Produktionsanlagen. Die
einfache Integration weiterer industrieller Automatisierungs-
Automatisierung erhöht den Durchsatz, die Reproduzierbarkeit
komponenten und stellt grundlegende Sicherheitsfunktionen
sowie die Produktstandardisierung und eröffnet Wege zu einer
der Anlage bereit. Die Plattform vernetzt die Komponenten
kontinuierlichen Prozessüberwachung. Um die Komplexität der
der Qualitätssicherung und der Zellprozessierung über eine
Prozesse zur automatisierten Herstellung von Zellprodukten
zentrale Leitebene. Eine anwenderfreundliche Bedienober-
abbilden zu können, sind ein hoher Vernetzungsgrad der
fläche erlaubt dem Benutzer die Prozesse auf der Anlage zu
Geräte sowie eine nahtlose Integration der Messtechnik in die
verwalten und alle generierten Daten zu überwachen.
Prozesssteuerung wichtige Voraussetzungen. Im Rahmen zweier BIO.NRW-Fördermaßnahmen haben sich für den Aufbau
Parallel zur Entwicklung der integrierten automatisierten Pro-
der »StemCellFactory« sechs Partner aus Nordrhein-Westfalen
zessabläufe wurde der automatisierte Anlagendemonstrator
unter Federführung des Fraunhofer IPT zusammengeschlossen.
konstruiert, bei der LIFE & BRAIN GmbH in Bonn aufgebaut
Gemeinsam wurde ein automatisierter Anlagenprototyp ent-
und in Betrieb genommen. Der fertige Demonstrator umfasst
wickelt, der die Herstellung humaner induzierter pluripotenter
Module für die Reprogrammierung und klonale Selektion
Stammzellen ermöglicht – für die pharmazeutische Wirkstof-
primärer humaner iPS-Zellen, die 2D- und 3D-basierte Expan-
fentwicklung nach industriellen Maßstäben und Standards,
sion von hiPS-Zellen sowie die Differenzierung in neurale und
inklusive aller notwendigen Qualitätskontrollen.
kardiale Zellen.
Zur Prozesssteuerung und Qualitätskontrolle entwickelte das
Eine neue Generation minimalinvasiver Instrumente
Fraunhofer IPT ein automatisiertes High-Speed-Mikroskop, mit
für die Magnetresonanztomographie
dem sich Zellproben in einem kontinuierlichen Scanprozess
aus der Bewegung heraus mikroskopisch untersuchen
Die Fortschritte bei den bildgebenden Verfahren haben dazu
lassen. Darüber hinaus wurden für die Qualitätskontrolle und
beigetragen, dass die Anzahl minimalinvasiver medizinischer
Dokumentation verschiedene, kommerzielle Analysemodule
Eingriffe in den vergangenen Jahren stark angestiegen ist.
in die Anlage integriert. Die fertigen Zellprodukte wurden
Doch obwohl die Eingriffe durch die Weiterentwicklung der
anschließend durch Expressionsanalysen validiert.
Instrumente immer umfangreicher und komplexer werden,
verfügen Mediziner bisher nur über ein eng begrenztes
Die Anlage und die integrierten Komponentensysteme sind so
Spektrum an Standard-Operationswerkzeugen. Um den Erfolg
ausgelegt, dass ein breites Spektrum an Zellkulturprozessen
der Operationen zu erhöhen, bietet es sich jedoch an, diese
abgebildet werden kann. Ein zentraler Knickarmroboter ver-
so weit wie möglich an die speziellen Anforderungen des
bindet die einzelnen Komponenten, aus denen die kompakte
Chirurgs anzupassen.
und modulare Anlage zusammengesetzt wird. Durch ein
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Im EU-Forschungsprojekt »OpenMind« (Förderkennzeichen
Mikrofluidisches Testverfahren zur Wirksamkeit
680820) haben sich neun Partner aus sechs europäischen
von Antibiotika
Ländern mit dem Ziel zusammengeschlossen, innerhalb von
drei Jahren eine flexible Fertigungstechnologie für solche
Standardisierte Methoden, mit denen sich die Sensitivität von
hochindividuellen Einwegwerkzeuge zu entwickeln. Damit
Bakterien gegenüber Antibiotika untersuchen lässt, basieren
sollen Medizinprodukte aus faserverstärktem Kunststoff her-
heute meist auf einfachen Tests, bei denen das Wachstums-
gestellt werden. Durch den Verzicht auf metallische Wekstoffe
verhalten von Bakterien unter Einwirkung des Antibiotikums
eignen sich diese sowohl für den Einsatz im Röntgengerät und
bestimmt wird. Doch diese Methoden sind sehr zeitintensiv,
im Computertomographen als auch für Untersuchungen und
teuer und wenig empfindlich, besonders wenn langsam wach-
sogar Operationen im Magnetresonanztomographen. Mit der
sende Organismen untersucht werden. Ein echter Schnelltest
neuen Fertigungsprozesskette wollen die Projektpartner die
kann daher nur dann funktionieren, wenn er nicht auf der
Lücke zwischen der effizienten Fertigung vollständig standardi-
Anzucht von Bakterienkulturen basiert.
sierter und individuell hergestellter Medizinprodukte schließen.
Das Fraunhofer CMI hat deshalb einen mikrofluidischen Test
Dabei soll die Fertigungskette den laufenden Prozess selbst-
entwickelt, der das Warten auf das Zellwachstum überflüssig
ständig weiter optimieren: Alle Prozessdaten, die während
macht. Die Besonderheit des Tests liegt darin, dass die Zellen
der Herstellung gewonnen werden, können anhand von
durch mechanische und/oder chemische Stressfaktoren vor-
Data-Mining-Algorithmen analysiert und ausgewertet werden.
geschädigt werden. Dabei wird ausgenutzt, dass Antibiotika
So lassen sich Prozessdaten für zukünftige Produktkonfigurati-
meist in zentrale Reparaturmechanismen der Zelle eingreifen.
onen leichter vorhersagen und die Dauer der Produktentwick-
Beispielsweise wird die Zelle an der Biosynthese von Zellwän-
lung und -herstellung kann sich bis zu 50 Prozent verkürzen.
den, Proteinen oder bei der Transkription gestört. Können sich
Die Projektpartner rechnen dadurch mit Kostenersparnissen bis
die Zellen unter dem Einfluss eines Antibiotikums nicht mehr
zu 30 Prozent und gehen davon aus, dass sich auch die Zeit
regenerieren, sterben sie durch den Stresseinfluss ab.
bis zur Produktreife um 30 Prozent verkürzen wird.
Das Fraunhofer CMI hat diese Testmethode bereits anhand des
Die Fertigungskette für die neuen Werkzeuge setzt dafür
Bakteriums Staphylococcus aureus erprobt und kann resistente
auf die Herstellung mittels Mikro-Pullwinding. Mit diesem
von nicht-resistenten Bakterien in weniger als einer Stunde
Verfahren und dem innovativen Kunststoff-Material lassen sich
unterscheiden. Herkömmliche Verfahren kommen im Vergleich
Festigkeit und Biegsamkeit der Produkte je nach Orientierung
dazu erst nach acht bis 24 Stunden zu einem verlässlichen
der eingesetzten Fasern anpassen. Als erstes minimalinvasives
Ergebnis. Experimente mit anderen gram-positiven und
Werkzeug soll ein Führungsdraht für Katheteranwendungen
gram-negativen Bakterienstämmen haben ebenfalls schon
entstehen, wie sie häufig bei Eingriffen am Herzen genutzt
vielversprechende erste Ergebnisse gezeigt und sollen nun
werden. Patienten mit Stents, künstlichen Herzklappen oder
validiert werden.
Aneurysmen könnten schon in wenigen Jahren von den
neuen, individuellen Instrumenten profitieren.
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UNSERE KOMPETENZEN
Ein e zen tr ale A u f g a b e d e s Fr a u n h o f e r I P T i s t e s , a k tu e l l e F o rs c h u n g s e rg e b n i s s e d i re k t i n d i e indust r ie lle
Praxis zu ü b e r t r a g e n . W i r f ö rd e r n u n d be tre i b e n a n w e n d u n g s o ri e n ti e rte F o rs c h u n g , s e tz e n F o rschungse rg eb n isse in di e P r a xi s u m , b e r a t e n m i t Re l e v a n z u n d W i rk u n g z u m u n m i tte l b a re n N u tz e n fü r d ie Indust r ie
u n d leist en d a d u rch e i n e n wi ch t i g e n B e i tra g z u d e re n We ttb e w e rb s fä h i g k e i t.
Grundlage für den Erfolg des Fraunhofer IPT ist das
• Exzellente Qualität und die resultierende Effizienz von
Kompetenzspektrum in unseren Fachbereichen. Hier
Ablauf- und Aufbauorganisation sind der Schlüssel für
konzentrieren wir unsere Forschungsarbeit und entwickeln
Wettbewerbs- und Innovationskraft. Ziel des Fraunhofer IPT
Produktionstechnologien weiter. Daher richten wir nicht
ist es hier, seinen Kunden durch die Umsetzung exzellenter
nur unsere Forschungsarbeit auf industriell anwendbare
Ergebnisse angewandter Forschung einen Vorsprung zu
Produktionstechnologien aus, sondern bieten auch zahlreiche
verschaffen. Mit leistungsfähiger Messtechnik und einem
technologische Produkte und Dienstleistungen aus den
unternehmerischen Verständnis von Produktionsqualität
Bereichen Prozesstechnologie, Produktionsmaschinen, Produk-
gestalten und industrialisieren wir Prozesse.
tionsqualität und Messtechnik sowie Technologiemanagement:
• Ein durchdachtes Technologiemanagement ist ein bedeuten• Im Bereich der Prozesstechnologie entwickeln wir neue Ferti-
der Erfolgsfaktor für technologieorientierte Unternehmen.
gungsprozesse und optimieren die bereits bestehenden: Von
Wer seine Technologien kundenorientiert entwickelt, einsetzt
der Verfahrensanalyse über die konzeptionelle Entwicklung
und substituiert, kann erfolgreich seine Wettbewerbsposition
und Beratung bis hin zur praktischen Umsetzung schaffen
aufbauen und halten. In diesem Bereich unterstützen wir
wir ganzheitliche Lösungen für produzierende Unternehmen.
Unternehmen durch Beratung, Studien und Benchmarkings,
Aus- und Weiterbildung sowie fachbezogene Arbeitskreise.
• Für die Entwicklung und den Aufbau von Produktionsmaschinen zur individuellen und effizienten Fertigung ihres
anspruchsvoller Produkte verstehen wir uns als kompetenter,
professioneller Ansprechpartner – von der technischen
Beratung bis zur vollständigen Umsetzung.
Aktuelle Informationen zu unseren Kompetenzen
in den jeweiligen Fachabteilungen finden Sie auf
unserer Internetseite unter
www.ipt.fraunhofer.de/kompetenzen
56
Dr.-Ing. Kristian Arntz
Dr.-Ing. Florian Degen
Telefon +49 241 8904-121
Telefon +49 241 8904-289
[email protected]
[email protected]
Lasermaterialbearbeitung
Hochleistungszerspanung
In der Abteilung »Lasermaterialbearbeitung« entwickeln und
Die Abteilung »Hochleistungszerspanung« bietet anwen-
qualifizieren wir Prozesse, um das Werkzeug Laserstrahlung
dungsnahe Fertigungslösungen für Komponenten des
in Wertschöpfungsketten effizient zu nutzen. Zur Herstellung
Turbomaschinen-, Flugzeug- und Werkzeugbaus. Im Vorder-
geometrisch komplexer Produkte aus metallischen Werk-
grund stehen das simultane Mehrachsfräsen und das Drehen
stoffen entwickeln wir Laserstrahlfügetechnologien und
geometrisch anspruchsvoller Bauteile aus Superlegierungen,
überführen sie in die industrielle Fertigung.
hochharten Stählen sowie Leichtbau- und Verbundmaterialien.
Für die Tribologie, den Formenbau oder die Bionik stellen wir
Umfassendes Technologiewissen, ausgeprägte System-
durch Laserstrahlstrukturieren hochpräzise 3D-Strukturen
kompetenz und ein einzigartiger Maschinenpark bilden die
her. Für hochfeste und sprödharte Werkstoffe entwickeln
Voraussetzung, um Forschungs- und Entwicklungsprojekte
wir hybride Bearbeitungstechnologien, die durch Prozess-
ganzheitlich und zielgerichtet zu bearbeiten – von der Ent-
integration eine Komplettbearbeitung komplex geformter
wicklung und Optimierung der Zerspanprozesse einschließlich
Bauteile erlauben. Die Laseroberflächenbehandlung mit
der Werkzeuge und Spannvorrichtungen über die Technologie-
5-achsigen Bearbeitungszentren erlaubt es, die Lebensdauer
beratung bis hin zur Prototypenfertigung.
hochbelasteter Bauteile und Formen deutlich zu verlängern, ihr
Einsatzverhalten zu verbessern und die Bauteile zu reparieren.
Unsere Leistungen
Unsere Leistungen
• Zerspanbarkeitsanalysen und Werkzeugauslegung
• Prozess- und Systemmodellierung
• Laserstrahlstrukturieren von 3D-Oberflächen
• Anwendungsnahe Prozessauslegung
• Laseroberflächenbehandlung für den Verschleißschutz
• Entwicklung von Spannvorrichtungen
• Reparatur von Bauteilen und Werkzeugen
• Prototypenfertigung und Beratung
• Bearbeitung schwer zerspanbarer und sprödharter
Werkstoffe
• Individuelle Gestaltung von Design und Funktionalität von
Oberflächen
• Hochleitungs-Wasserstrahlbearbeitung
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Dr.-Ing. Olaf Dambon
Dr.-Ing. Christian Wenzel
Telefon +49 241 8904-233
Telefon +49 241 8904-220
[email protected]
[email protected]
Feinbearbeitung und Optik
Präzisionsmaschinen und Automatisierungstechnik
Die Abteilung »Feinbearbeitung und Optik« entwickelt
Die Arbeitsbereiche der Abteilung »Präzisionstechnik und
Technologien zur Herstellung und Bearbeitung von Präzisions-
Automatisierungstechnologie« umfassen alle Entwicklungs-
komponenten. Die Basis bildet ein ausgeprägtes Grundlagen-
aufgaben in der Sondermaschinen- und Anlagenentwicklung
verständnis, das anhand konkreter Fragen in die industrielle
– angefangen bei der individuellen Maschinenkonzeption,
Praxis überführt wird. Hier findet die neueste Maschinen- und
über die Auslegung und Optimierung kritischer Komponenten
Softwaretechnik Verwendung. Zum Technologieportfolio
bis hin zur steuerungstechnischen Implementierung komplexer
gehören die ultrapräzise Schleif- und Polierbearbeitung, die
Regelsysteme. Dabei berücksichtigen wir die individuellen
Diamantzerspanung sowie das Pressen hochpräziser Glas-
Maschinenanforderungen unserer Kunden und setzen ihre
komponenten, bei dem wir die gesamte Prozesskette
Vorstellungen präzise und ressourceneffizient um.
abdecken – vom Werkzeugdesign bis zum Pressen der fertigen
Optiken.
Ein weiteres Tätigkeitsfeld der Abteilung ist die Entwicklung
ultrapräziser Montagelösungen für optische Systeme wie
Für die automatisierte Feinbearbeitung entwickeln wir roboter-
Laseranwendungen. Bedarfsorientiert realisieren wir Justage-
und maschinenbasierte Schleif- und Poliertechnologien, um
systeme für die passive und aktive Präzisionsjustage.
die heute noch manuellen Operationen im Werkzeug- und
Formenbau und in der Fertigung von Triebwerkskomponenten
Unsere Leistungen
zu substituieren.
• Sondermaschinen- und Anlagenentwicklung
Unsere Leistungen
• Entwicklung von Präzisions- und Ultrapräzisionsmaschinen
• Maschinencharakterisierung
• Grundlagenuntersuchungen und Prozessanalysen
ausgewählter Technologien
• Machbarkeitsstudien und Technologieentwicklungen
• Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und Erstellung von
Implementierungskonzepten
• Bauteilfertigung
58
• Sensorintegration und Signalauswertung
• Präzisionsmontage und Automatisierungstechnik
Dr.-Ing. Michael Emonts
Christoph Baum
Telefon +49 241 8904-150
Telefon +49 241 8904-400
[email protected]
[email protected]
Faserverbund- und Lasersystemtechnik
Ultrapräzisionstechnik und Kunststoffreplikation
Die Abteilung »Faserverbund- und Lasersystemtechnik« des
Die Kompetenzen der Abteilung »Ultrapräzisionstechnik und
Fraunhofer IPT bedient die wachsende industrielle Nachfrage
Kunststoffreplikation« verteilen sich auf die Bereiche der
nach automatisierten Produktionsverfahren und -systemen
ultrapräzisen Oberflächenbearbeitung und der replikativen
zur Herstellung faserverstärkter Leichtbaukomponenten aus
Abformungsprozesse im Spritzgießen oder in kontinuierlichen
duro- oder thermoplastischen Faserverbundkunststoffen (FVK).
Verfahren. Unsere Kompetenzen decken hier die gesamte Pro-
Die Forschungs-, Entwicklungs- und Dienstleistungsarbeiten
zesskette der Fertigung optischer Kunststoffkomponenten ab.
umfassen sowohl die Auslegung von FVK-Bauteilen als auch
Von der Auslegung über den Werkzeug- und Formenbau bis
die prototypische Bauteilfertigung. Darüber hinaus entwickelt
hin zum Spritzguss oder Rolle-zu-Rolle-Verfahren entwickeln
das Fraunhofer IPT Produktionsanlagen für das laserunterstütz-
und realisieren wir optische Produkte nach den Anforderungen
te Tapelegen und -wickeln sowie für das Thermoformen. Ein
unserer Kunden. Neben der optischen Fertigung als solcher
weiteres Highlight ist die Inline-Integration von Sensoren in
konzeptionieren und konstruieren wir optische Sondermaschi-
hochbeanspruchte FVK-Komponenten. Die Mikro-Pultrusion
nen nach individuellen Vorgaben.
und das Mikro-Pullwinding optimiert und qualifiziert das
Fraunhofer IPT für medizintechnische Anwendungen und
Unsere Leistungen
entwickelt neue Greifersysteme für die reproduzierbare Handhabung von FVK-Halbzeugen. Einen weiteren Schwerpunkt
• Replikation ultrapräziser Kunststoffkomponenten
bilden Sondermaschinen mit integrierter Lasersystemtechnik
• Diamantzerspanung
für die kombinierte Zerspanung und Lasermaterialbearbeitung
• Piezoaktorik in der Produktion
sowie die laserunterstützte Bearbeitung.
• Systeme zur Herstellung komplexer optischer Freiformflächen
Unsere Leistungen
• Entwicklung von Präzisions- und Ultrapräzisionsmaschinen
• Sondermaschinenentwicklung für das laserunterstützte
Tapelegen und -wickeln thermoplastischer FVK-Prepregs
• Neue Greifertechnologien für FVK-Halbzeuge
• Auslegung und Fertigung prototypischer FVK-Bauteile
• Mikro-Pultrusion und Mikro-Pullwinding von FVK-Profilen für
die Mess- und Medizintechnik
• Optimierung von Thermoformprozessen
• Laserintegration in Produktionsmaschinen
• System- und Verfahrensentwicklung für die laserunterstützte
Bearbeitung (Zerspanung, Umformen, Scherschneiden)
59
Dipl.-Phys. Niels König
Dipl.- Ing. Eike Permin
Telefon +49 241 8904-113
Telefon +49 241 8904-452
[email protected]
[email protected]
Produktionsmesstechnik
Produktionsqualität
Die Abteilung »Produktionsmesstechnik« des Fraunhofer IPT
Die Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen
beschäftigt sich mit allen Fragen der produktionsbegleitenden
basiert vor allem auf fehlerfreien und effizienten Produk-
Messtechnik sowie allen qualitätssichernden Maßnahmen in
tionsabläufen. Eine durchgängige Digitalisierung und die
produzierenden Unternehmen. Im Fokus unserer Forschung
Vernetzung von Maschinen, Produkten und Menschen spielen
steht die Industralisierung von Prozessen. Hierzu betrachten
in Zeiten von »Industrie 4.0« im Sinne einer adaptiven Produk-
wir die gesamte Spanne der Messtechnik, von der Erforschung
tion eine entscheidende Rolle. Hier kommt es darauf an, die
der Messprinzipien über die Umsetzung in schlüsselfertige Sys-
richtigen Methoden, Softwaretools und Technologien für das
teme bis hin zur Integration. Dazu steht uns eine Ausstattung
eigene Unternehmen zu kennen und einzusetzen. Praktische
moderner Messsysteme zur Verfügung, die wir nicht nur für
Erfahrungen und fundierte Methoden bilden für uns die
Dienstleistungsmessungen einsetzen, sondern auch zusammen
Grundlage für eine kompetente und umfassende Beratung in
mit unseren Partnern und Messtechnik-anbietern optimieren
der Produktionsorganisation und Qualitätssicherung.
und weiterentwickeln.
Unsere Leistungen
Unsere Leistungen
• Produktionsorganisation im Zeitalter von Industrie 4.0
• Optische Messtechnik und bildgebende Verfahren
– Produktionsabläufe, Layouts, Materialflüsse und
Optikprüfung und -herstellung, Kurzkohärente Interfero-
Qualitätssicherung nach Lean-Production-, Six–Sigma- und
metrie, Faseroptik, Biophotonik, Sondermesssysteme
Industrie-4.0-Prinzipien
– Auswahl von Transportmitteln, Fertigungsanlagen und
• Messtechnik für die automatisierte Produktion
Automatisierung industrieller und biotechnologischer
Produktionsprozesse, Sensorintegration und Datenrück-
Messsystemen
– Optimierung von Energie- und Ressourcenverbräuchen
bestehender Produktionsketten
führung, Automatisierte Messsysteme, Montage faseroptischer Systeme, Messdienstleistungen
• Softwaresysteme für Produktionssteuerung und
Qualitätssicherung
• Mikro- und Nanoproduktion
– Systeme: MES, BDE/MDE und CAQ
3D-Lithographie, Interferenzlithographie, Resistentwicklung,
– Algorithmen und Methoden
Strukturcharakterisierung
– MES oder CAQ-Module in Forschung und Entwicklung
• Informationsmanagement und Data Analytics
– Datenstrukturen
– Six-Sigma-, Data-Mining- und Predictive-AnalyticsWerkzeuge
– Entwicklung von Softwaremodulen zur Datenanalyse
– Fehler-, Risiko- und Zuverlässigkeitsanalysen
– Smart Wearables in der Produktion
60
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Markus Wellensiek
Dipl.-Ing. Toni Drescher
Telefon +49 241 8904-114
Telefon +49 241 8904-250
[email protected]
[email protected]
Strategisches
Operatives Technologiemanagement
Technologiemanagement
Unternehmen sehen sich heute vor dem Hintergrund des techDer Erfolg technologieorientierter Unternehmen wird
nologischen Fortschritts und veränderlicher Kundenbedürfnisse
maßgeblich von der Effizienz und Effektivität ihres Techno-
mit vielfältigen Herausforderungen konfrontiert. Beispiele
logiemanagements bestimmt. Zur Schaffung langfristiger
sind aktuelle Trends wie Industrie 4.0 oder Additive Fertigung.
Wettbewerbsvorteile müssen Unternehmen aktuelle Tech-
Die steigende Menge verfügbarer Informationen und der
nologie- und Markttrends identifizieren, veränderte (latente)
einfache Wissenszugang führen zu einem undurchsichtigen
Kundenanforderungen erkennen und antizipieren, ihr Produkt-
Überangebot an Informationen und fehlender Orientierung.
und Leistungsangebot kontinuierlich verbessern und das
Wir identifizieren zukünftige Technologien, Produkte, Märkte,
eigene Geschäftsmodell, als Grundlage der Geschäftstätigkeit,
Kunden und Wettbewerber. So entsteht eine ganzheitliche
regelmäßig kritisch hinterfragen. Vor diesem Hintergrund hat
Informationsbasis für zielgerichtete Innovationen.
sich das Technologiemanagement zu einem Schlüsselelement
für den Unternehmenserfolg entwickelt. Um sowohl
Von »inkrementell« über »disruptiv« und »breakthrough«
inkrementelle als auch bahnbrechende neue Innovationen zu
bis hin zu »game-changing« – die Ausprägungen von
fördern und so den Wandel aktiv mitzugestalten, erfordert es
Innovationen sind vielfältig und Unternehmen müssen die
neue Herangehensweisen, angepasste Prozesse und moderne
verschiedenen Spielarten zu beherrschen. Disruptive Innova-
Strategien.
tionen als Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer Märkte
hervorzubringen und die langfristige Vorteile gegenüber den
Wir konzipieren mit unseren Kunden ein auf die jeweiligen
Wettbewerbern zu schaffen erfordert die Anpassung beste-
Rahmenbedingungen zugeschnittenes Technologiemanage-
hender Innovationsprozesse. Für neue Ideen mit hohem Diffe-
ment, unterstützen bei der Identifikation und der Analyse von
renzierungspotenzial muss der Lösungsraum breit aufgespannt
Kompetenzen und arbeiten dabei Kernkompetenzen heraus.
sein. Hochiterative Prozesse verknüpft mit Lastenheften,
Mit ihrer individuellen Technologiestrategie können unsere
die auf ein Mindestmaß an Informationen reduzierten sind,
Kunden die richtigen Entscheidungen treffen und Ressourcen
können dies unterstützen. Wir begleiten Unternehmen dabei,
effizient nutzen.
ihr Innovationssystem zu gestalten und Innovationsprojekte
erfolgreich voranzutreiben.
Unsere Leistungen
Unsere Leistungen
• Prozesse und Organisation des Technologiemanagements
• Geschäftsmodellorientiertes Technologiemanagement
• Wissensautomatisierung
• Kernkompetenzanalyse/-entwicklung
• Netzwerkgestaltung
• Technologiestrategie
• Scanning, Scouting und Monitoring
• Strategien für Industrie 4.0 und Additive Manufacturing
• Technologie- und Marktanalysen
• Technologieplanung/Roadmapping
• Identifikation neuer Anwendungen
• Technologieplattformen
• Agile Technologieentwicklung
• Verwertungsstrategien
• Bewertung von Technologien/Technologieketten
• Diversifikationsstrategien
• Kostenanalyse und -optimierung
61
JAHRESRÜCKBLICK
Messen 2015
Ehrungen
• Photonics West, 10.2.-12.2., San Francisco/USA
Borchers-Plakette
• JEC ,10.3.-12.3., Paris/F
Markus Große Böckmann
• Hannover Messe, 13.4.-17.4., Hannover
Promotion an der RWTH Aachen »mit Auszeichnung«
• Control, 5.5.-8.5., Stuttgart
Dissertation (»summa cum laude«):
• SIAE Paris Air Show, 15.6.- 21.6., Paris/F
»Senkung der Produktionskosten durch Gestaltung eines
• LASER, 22.6.- 25.6., München
Energieregelkreis-Konzeptes«
• Composites Europe, 22.10.-24.10., Stuttgart
• Fakuma, 14.10.-18.10., Friedrichshafen
Springorum-Gedenkmünze
• Blechexpo, 3.11.- 6.11., Stuttgart
Johannes Kerkhoff
• productronica, 10.11.- 13.11., München
Master-Abschluss an der RWTH Aachen »mit Auszeichnung«
• formnext, 17.11.-20.11.Frankfurt
Abschlussarbeit (1,0):
»Entwicklung eines quantifizierenden Bewertungs- & Behand-
Konferenzen 2015
lungsmodells von Beschaffungsrisiken«
• ICTM – International Conference on Turbomachinery
Springorum-Gedenkmünze
Manufacturing, 25.-26.2., Aachen
• Abschlusskonferenz Konsortial-Benchmarking Einkauf,
18.6., Aachen
Florian Lindner
Master-Abschluss an der RWTH Aachen »mit Auszeichnung«
Abschlussarbeit (1,0):
• TIM-Tagung, 16.9, Aachen
»Entwicklung einer Systematik für das branchenübergreifende
• BFQ – Business Forum Qualität, 17.-18.9., Aachen
Benchmarking der energiebezogenen Leistung produzierender
• 13. Internationales Kolloquium »Werkzeugbau mit Zukunft«,
Unternehmen«
11.-12.11., Aachen
Dritter Platz beim IHK-Gründungswettbewerb
Roman Kalocsay und Christian Kolvenbach
Innoclamp GmbH
Spin-off des Fraunhofer IPT, gegründet 2015
Erster Platz beim Fotowettbewerb des OptecNet Deutschland e.V.
anlässlich der Messe »Laser – World of Photonics« in München
Guido Flüchter
Foto »Diffraktive Linse«
62
Promotionen
Kermer-Meyer, A.: Formhaltige und komplexe Laminatstrukturen in Thermoplast-Tapelegeverfahren. Diss. RWTH Aachen,
Bachmann, H.: Methode zur Bestimmung der Logik einer
2015
Technologiestrategie. Diss. RWTH Aachen, 2015
Schug, P.: Modellierung, Bewertung, Analyse und Optimierung
Bernhardt, F.: Die Fertigung der nächsten Generation von
von CAx-Prozessketten. Diss. RWTH Aachen, 2015
Halbleiterbauteilen – Möglichkeiten und Herausforderungen
für den Einsatz der Glasumformung. Diss. RWTH Aachen,
Sobotka, A.: Fertigung asphärischer monokristalliner Diamant-
2015
werkzeuge. Diss. RWTH Aachen, 2015
Cabral, G. F.: An improved approach to modelling and simu-
Witte, A.: Einsatz optischer Messtechnik zur Qualitätssiche-
lation of tool engagement and prediction of process forces in
rung eines Thermoplast-Wickelprozesses für die Faserverbund-
milling. Diss. RWTH Aachen, 2015
tankherstellung. Diss. RWTH Aachen, 2015
Degen, F.: Development of Simultaneous Three Axis Turning.
Diss. RWTH Aachen, 2015
Frank, S.: Fügetechnik im Leichtbau - Herausforderungen
beim Fügen faserverstärkter Kunststoffe und metallischer
Werkstoffe. Diss. RWTH Aachen, 2015
Georgiadis, K.: The Failure Mechanisms of Coated Precision
Glass Molding Tools. Diss. RWTH Aachen, 2015
Gierlings, S.: Model-Based Temperature Monitoring for Broaching Safety-Critical Aero Engine Components. Diss. RWTH
Aachen, 2015
Hacker, P.: Methode zur Ableitung eines gestaltungsaufgabenspezifischen Anforderungsraums für die Produktentwicklung.
Diss. RWTH Aachen, 2015
Mehr Informationen zu Konferenzen,
Messen und Ehrungen erhalten Sie auf
unserer Website
www.ipt.fraunhofer.de/termine
Heeschen, D.: Kennzahlenbasierte Auswahl der Fertigungstechnologien und -ressourcen im industriellen Werkzeugbau.
Diss. RWTH Aachen, 2015
Henser, J.: Berechnung der Zahnfußtragfähigkeit von Beveloidverzahnungen. Diss. RWTH Aachen, 2015
63
VERÖFFENTLICHUNGEN
Au f g ab e d es Fr a u n h o f e r I P T i st d i e U mse tz u n g w i s s e n s c h a ftl i c h e r E rk e n n tn i s s e i n w i rts c h a ftl i c h nut zba re ,
ein z ig ar t ig e I n n o va t i o n e n a u f d e m G e b i e t d e r P ro d u k ti o n . W i s s e n s c h a ftl i c h e P u b l i k a ti o n e n s i nd de sha lb
fü r u n s ein w i ch t i g e s M i t t e l , u m u n se re I n n o v a ti o n s fä h i g k e i t u n te r B e w e i s z u s te l l e n – s o w ohl in de r
Sc ien t ific Co m mu n i t y a l s a u ch g e g e n ü b e r p o te n z i e l l e n K u n d e n u n d P ro j e k tp a rtn e r n .
Aktuelle Buchveröffentlichungen
Brecher, Christian; Baum, Christoph; Meiers, Bernd;
De Simone, Daniel; Krappig, Reik:
Schmitt, Robert (Hrsg.):
Kunststoffkomponenten für LED-Beleuchtungs-
19. Business Forum Qualität – Informationsqualität,
anwendungen.
Datensicherheit & Wissensschutz – die Risikoprävention
Springer Vieweg, Wiesbaden, 2016
im Mittelpunkt der ISO-Revision.
ISBN 978-3-658-12249-2
Apprimus-Verlag, Aachen, 2015
ISBN 978-3-86359-350-6
Plutz, Martin; an Haack, Alexander; Schmitt, Robert; Jeschke,
Sabina (Hrsg.):
Qualitätskultur – Neue Wege zu einem erfolgreichen
Qualitätsmanagement.
Symposion Publishing, Düsseldorf, 2015
ISBN 978-3-86329-644-5
Eine Liste aller wissenschaftlichen Publikationen des
Fraunhofer IPT aus dem Jahr 2015 ist über die bibliographische Datenbank »Fraunhofer-Publica« unter
dem folgenden Link abrufbar:
http://publica.fraunhofer.de/institute/IPT/2015
64
REFERENZEN
INNOCLAMP
CLAMP
MÜHLHOFF
Umformprodukte für die
Automobilherstellung
…
65
IMPRESSUM
Herausgeber
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
© Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT,
Aachen, 2016
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit vollständiger
Telefon +49 241 8904-0
Quellenangabe und nach Rücksprache mit der Redaktion.
Fax +49 241 8904-198
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www.ipt.fraunhofer.de
Aktuelle Informationen aus dem Fraunhofer IPT erhalten Sie
auf unserer Webseite www.ipt.fraunhofer.de oder auf unseren
Redaktion
Susanne Krause M.A.
Layout
Heidi Peters
Fotos
Fraunhofer IPT
außer
Seite 4, 24: The Visible Earth, NASA
Seiten 4, 10, 28, 33: Panther Media GmbH
Seiten 54, 55:
BILDSCHÖN, DAS SCHNELLE BILD-NETZWERK GmbH
Druck
Rhiem-Druck, Voerde
66
Social-Media-Kanälen:
© 2016
Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT
Institutsleitung
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke
Institutsdirektorium
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke
Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Germany
Telefon +49 241 8904-0
Fax +49 241 8904-198
[email protected]
www.ipt.fraunhofer.de

Weitere Infotmationen finden Sie hier.

Kurzfassung

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