Hannover Messe Acht Forschungsergebnisse, die bestaunt werden können

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Fraunhofer IEM

Fraunhofer Institut für Graphischen Datenverarbeitung

Karlsruher Institut für Technologie KIT

Universität des Saarlandes Fakultät 8/Naturwissenschaftl. Technische Fakultät III

Fraunhofer-Institut für Arbeits- wirtschaft + Organisation IAO

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Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

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SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

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Auf der diesjährigen Hannover Messe werden jede Menge Neuheiten vorgestellt. Auch Forschungsinstitute präsentieren ihre jüngsten Entwicklungen. Wir stellen einige vor, die für Konstrukteure und Produktentwickler interessant sein könnten.

End-to-End Integration und Kollaboration in der Produktentstehung

Advanced Systems Engineering (ASE) – unter diesem Begriff erforschen und entwickeln die Experten des Fraunhofer IAO neue Wege, um Produkte möglichst flexibel und effizient zu entwickeln. Interessierte können auf dem Messestand den ASE-Demonstrator live erleben und vor Ort sehen, wie dank der ASE-Technologien das Gesamtsystem aus Produkt, Prozess und Unternehmensorganisation als Einheit betrachtet werden kann. Der ASE-Demonstrator macht den Digitalen Zwilling als Backbone für den gesamten Produktentstehungsprozess von der Entwicklung bis zur Produktion erlebbar. Durchgängige Engineeringprozesse werden durch eine innovative kollaborative VR-Umgebung unterstützt und zugänglich gemacht. Auf dieser können auch mitgebrachte eigene CAD-Daten analysiert werden (STEP-, JT-, OBJ-oder FBX-Format). Besucher können ein konfigurierbares Produkt bestellen und dessen Fertigung auf der Produktionsanlage verfolgen, die dabei entstehenden Daten in einer Dashboard-Lösung mitverfolgen und Teile der Montage unterstützt durch ein Assistenzsystem selbst durchführen.

Fraunhofer IAO: Halle 16, Stand A12

Integration biologischer Prinzipien in die Industrie 4.0

Das Fraunhofer IPK zeigt auf der Hannover Messe, wie mit biogenen Materialien und digitalen Lösungen resiliente Produktionsprozesse und nachhaltige Produkte gestaltet werden. Im Forschungsprojekt „BioFusion 4.0“ werden Prinzipien der Natur in die industrielle Fertigung überführt. Das Ziel ist eine nachhaltige und zirkuläre Wertschöpfung. Lösungen zur intelligenten Rückführung von Wertstoffen werden ebenso vorangetrieben wie das Engineering biologisch transformierter Produkte und Prozesse. Zudem werden die Potenziale biointelligenter Assistenzsysteme für Werker sowie biobasierte Materialien für die Produktion untersucht.

Am Messestand können sich Besucher Handorthesen aus 100 Prozent kompostierbaren Polymeren herstellen lassen. Dafür wird zuerst die Hand gescant. Intelligente Algorithmen bilden anschließend eine individuelle 3D-Orthese um die Hand. Diese wird vor Ort aus einem Kunststoff, der aus Speisefett gewonnen wurde und sich nach der Nutzung kompostieren lässt, 3D-gedruckt. Berechnung des CO2-Fußabdrucks entlang des Lebenszyklus inklusive.

Fraunhofer IPK: Halle 16, Stand A12

Digitalisierung und Automatisierung der Auftragsabwicklung

Die Industrie muss personalisierte Produkte kostengünstig und in immer kürzerer Zeit produzieren. Um unter diesen Bedingungen im weltweiten Wettbewerb bestehen zu können, empfiehlt sich die sogenannte „DesignChain“, also die durchgehende Digitalisierung und Automatisierung der technischen Auftragsabwicklung – von der Bestellung bis zum fertigen Produkt. Wie genau das funktioniert, zeigt ein Forschungsteam um Timo Denner von der Abteilung Fabrikplanung und Produktionsmanagement am Fraunhofer IPA. Messebesucher können bei ihnen auf dem Stand ein individuelles Produkt konfigurieren, das in der Folge als CAD-Modell erzeugt, fertigungsgerecht simuliert und anschließend auf einem 3D-Drucker hergestellt wird.

Fraunhofer IPA: Halle 16, Stand A12

Künstliche Muskeln machen Antriebe klein und nachhaltig

Wo Elektromotoren oder -magnete in technischen Bauteilen zu groß oder zu schwer sind, können die neuartigen Antriebe der Universität des Saarlandes helfen, Platz, Gewicht und Energie zu sparen. Ihre Formgedächtnisantriebe kommen mit einem Durchmesser von 300 bis 400 Mikrometern aus, sind federleicht und energieeffizient. Die Saarbrücker Forscher nutzen die Eigenschaften intelligenter Materialien, um den technischen Bauteilen künstliche Muskeln zu verleihen. Ihren Einsatz finden sie, wo immer sich etwas drehen soll oder Schalter auf kleinem Bauraum gebraucht werden. Sie bringen dabei Rotationsbewegungen, auch größere Drehmomente und Drehwinkel ebenso kraftvoll in Gang, wie es heutzutage nur Motoren, Hydraulik oder Druckluft können. Die über Stromimpulse betriebenen Muskelstränge des Prototyps, den das Forschungsteam auf der Hannover Messe zeigt, bestehen aus haarfeinen Drähten aus Nickel-Titan, die anspannen und entspannen können. Auf kleinstem Raum entfalten diese Formgedächtnisdrähte hohe Zugkraft.

Universität des Saarlandes: Halle 2, Stand B34

Strukturintegrierte, drahtlose Sensorik und Aktuatorik im Maschinenbau

Für eine selbstorganisierende, nutzerzentrierte und bedarfsgesteuerte Produktion (Industrie 4.0) bedarf es einer Vielzahl vernetzter, in die Struktur der Produktionsanlagen integrierter Sensoren und Aktoren. Diese sollten möglichst klein, kompakt und robust sein, sowie idealerweise drahtlos kommunizieren können. Ein vielversprechender Ansatz hierfür ist die Funktionsintegration von mikroelektronischen und mikroelektromechanischen Komponenten in Anlagenbauteilen. Hierzu konzipiert, entwickelt und erprobt das Leistungszentrum Mikro Nano des Fraunhofer LBF unter Mitwirkung des Fraunhofer IWU die Integration von Sensoren und Aktoren in Maschinen am Beispiel eines Kugelgewindetriebes durch die Implementierung eines Sensorringes.

Fraunhofer LBF: Halle 16, Stand A12

Kraftsensitiver Robotergreifer

Das Fraunhofer IEM zeigt in diesem Jahr einen neuartigen kraftsensitiven Robotergreifer, der fragile Objekte ohne Beschädigung von einem Produktionsschritt zum nächsten transportiert. Durch den elektrischen Antrieb ist das System leicht zu integrieren und ressourcenschonend. Damit ist es insbesondere für die Lebensmittelindustrie interessant, die derzeit noch auf energieintensive und aufwendige Pneumatik setzt. Zum Beweis präsentiert der Robotergreifer der Hannover Messe Schaumküsse, ohne die empfindliche Schokoladenglasur zu zerbrechen.

Fraunhofer IEM: Halle 16, Stand A12

Optische Filter aus dem Tintenstrahldrucker

Ob maschinelles Sehen, AR- und VR-Technologien, autonomes Fahren, medizinische Inspektion oder Lasermaterialbearbeitung: Viele Anwendungen erfordern optische Filter, die einen bestimmten Teil des Spektrums blockieren oder verstärken. Inkjet Printed Optical Filters (IJPOFs) können die Herstellungskosten senken und die Flexibilität bei der Anpassung erhöhen: Der Tintenstrahldruck vereinfacht die Fertigung an den gewünschten Stellen, in den gewünschten Größen und mit verschiedenen Eigenschaften. Diese und weitere Innovationen stellt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auf der Hannover Messe im „Future Hub“ vor.

KIT: Halle 2, Stand B45

Analysewerkzeug zur Ausfallwahrscheinlichkeit von Bauteilen

Risiken identifizieren und deren Eintrittswahrscheinlichkeiten berechnen: Die Software proSVIFT ist eine neue probabilistische Methode der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. Ursprünglich für autonome Fahrzeuge in der Intralogistik entwickelt, lässt sie sich auch für andere technische Systeme nutzen. Wie wahrscheinlich ist es, dass ein konkretes Bauteil ausfällt und welche Auswirkungen hat dieser Defekt für die komplette Anwendung? Ist der Einsatz zusätzlicher Sensorik sinnvoll hinsichtlich der Abwägung von Sicherheitsanforderungen und Störungsfreiheit? proSVIFT gibt in einer übersichtlichen graphischen Darstellung Antworten auf solche Fragen und unterstützt dabei, Sicherheitsziele zu erreichen. Die quantitative Herangehensweise ermöglicht es, die Zuverlässigkeits- und Sicherheitsbewertung datenbasiert durchzuführen und fundierte Auswertungen zu erhalten.

Fraunhofer IGD: Halle 16, Stand A12

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