Zerspanende Bearbeitung

Die Computerized Numerical Control-Zelle bildet mit drei unterschiedlichen Anlagen ein breites Spektrum zerspanender Bearbeitungsprozesse ab. Es stehen eine Hochgeschwindigkeit 5-Achssystem sowie eine 3-Achs-Fr?smaschine für die Bearbeitung von Kunststoffen, Stahl und NE-Metallen zur Verfügung. Besonders interessant ist unter anderem die M?glichkeit zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Faserverbund-Materialien mit bis zu 75.000 U/min. Neben den Anlagen steht au?erdem eine fünfachsige Drehmaschine für die Fertigung nicht rotations-symmetrischer Drehteile bereit. Die Anlagen unterstützen sowohl die Probenpr?paration als auch die Fertigung von Komponenten für die Halle 43 - Future Fabrication. Sie werden mit anderen Fertigungsverfahren kombiniert, wie z.B. mit additiven Fertigungsverfahren, um optimale Oberfl?chen zu erhalten. Die Forschenden überwachen die Prozesse sensorisch mit neuesten Methoden und werten die anfallenden Daten mit Methoden der künstlichen Intelligenz aus. Neben Konzepten zur Prozessdokumentation und Echtzeitüberwachung erforscht die Universit?t Augsburg auch Methoden zur pr?diktiven Wartung bzw. zum optimiertem Werkzeugwechsel.

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Zerst?rungsfreie Prüfung (Im Aufbau)

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

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Robotergestützte Computertomographie (Im Aufbau)

Computertomographie (CT)-Systeme nutzen R?ntgenstrahlung zur zerst?rungsfreien Prüfung von Bauteilen. Solche Systeme werden u.a. für die pr?zise Bauteilprüfung in der Entwicklung und w?hrend der Serienfertigung eingesetzt. Die CT-R?ntgentechnologie liefert einen zerst?rungsfreien Einblick in Bauteile. Für herk?mmliche Computertomographie-Anlagen ist die Gr??e der zu untersuchenden Objekte mit tolerierbaren Ma?en bis zu einem Meter oft stark beschr?nkt und gr??ere Komponenten oder Systeme k?nnen nur mit hochspezialisierten Anlagen gescannt werden. Die L?sung dieses Problems ist eine hochmoderne robotergestützte Tomographieanlage. Zwei kollaborierende Roboter bilden das Herz der Anlage, von denen einer die R?ntgenquelle, der andere den Detektor tr?gt. Dadurch wird das Scannen gro?er und komplexer Geometrien erm?glicht. Durch die Flexibilit?t der Roboter k?nnen au?erdem mit nur einem Setup verschiedenste Prüfaufgaben bew?ltigt werden. Die Anlage erm?glicht daher die Untersuchung der in der Halle 43 - Future Fabrication erstellten Komponenten, und Rückführung dieser Informationen in die Produktion für eine Prozessoptimierung. Darüber hinaus k?nnen auch kleinere Anlagen oder Prüfmaschinen in-situ mit der Anlage überwacht werden.

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Robotergestützte Komponentenprüfung

Das Forschungsziel der roboterbasierten Komponentenprüfung ist die Umsetzung eines flexiblen Prüfstands zur mechanischen Charakterisierung von Bauteilen und Komponenten, welche z.B. in der Halle 43 hergestellt werden. Die Zelle verfügt über zwei Schwerlastroboter zur Aufbringung von Lasten auf den Prüfk?rper, die jeweils mit Kraft-Momenten-Sensorik ausgestattet sind, ein Spannfeld zur Befestigung des Prüfk?rpers und einen Linearprüfzylinder für zus?tzliche Lasten. Zudem steht optische Sensorik zur Messung der Verformung des Bauteils zur Verfügung. Der gro?e Vorteil dieser Anlage gegenüber klassischen Prüfst?nden oder Prüfmaschinen liegt in der Flexibilit?t, den vielf?ltigen M?glichkeiten zur Einbringung von Lasten, sowie der m?glichen Gr??e von zu prüfenden Bauteilen. Die aktuellen wissenschaftlichen Herausforderungen liegen in der Planung von komplexen Prüfbewegungen, der Programmierung dynamischer Roboterapplikationen und der automatisierten Umsetzung von spezifischen Prüfungen.

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Hybrid-Spritzguss-Anlage

Für den Hybridspritzgie?prozess steht ein komplexes Anlagensystem aus vertikaler Schlie?einheit, verfahrbarem Werkzeugschlitten und 2K Plastigiziereinheiten in Kombination mit dem Spritzgie?en von metallischen Komponenten (v.a. metallischen Gl?sern) zur Verfügung. Die vertikale Schlie?einheit erm?glicht zusammen mit dem verfahrbarem Werkzeugschlitten das einfache Einbringen von Halbzeugen wie faserverst?rkte Tapes oder recycelte Gelege. Mit den Plastifiziereinheiten k?nnen duromere, thermoplastische oder physikalisch gesch?umte Polymere in beliebiger Kombination im 2K Spritzgie?en verarbeitet werden und führen so zu einer optimalen Prozess- und Materialvariabilit?t. Durch die Kombination der (faserverst?rkten) Polymere mit dem Spritzgie?en von metallischen Komponenten und der automatisierten Prozessverknüpfung ergeben sich weitere spannende M?glichkeiten, hybride Werkstoffe in seriennahem Umfeld entwickeln und herstellen zu k?nnen.

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Mixed Robotics

In der Zelle "Mixed Robotics" geht es um die Entwicklung einer flexiblen Bearbeitungs- und Handhabungsroboterzelle. In der Zelle sollen verschiedene Arten von Robotern, wie Industrieroboter, kollaborierende Roboter und mobile Roboter untereinander und mit Menschen zusammenarbeiten k?nnen. Die Forschungsschwerpunkte sind hierbei die Entwicklung von Plug-&-Produce Konzepten, die Multi-Roboter-Kollaborationen und die Mensch-Roboter-Kollaboration. Auch wird untersucht wie mittels KI-basierter Verfahren Menschen in der Umgebung der Roboter detektiert werden k?nnen oder wie Bearbeitungs- und Handhabungsprozesse geplant und optimiert werden k?nnen.

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Friction Stir Welding (Im Aufbau)

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

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Additive Fertigung

Im Teilbereich der Additiven Fertigung steht die Fused-Filament-Fabrication im Vordergrund. Hier wird aus einem Polymerfilament durch Aufschmelzen ein Bauteil schichtweise erzeugt. Zus?tzlich zu den g?ngigen Materialien k?nnen auch faserverst?rkte Polymere verarbeitet werden. Neben der Kurzfaserverst?rkung besteht auch die M?glichkeit Endlosfasern einzuarbeiten. Au?erdem kann der vollst?ndige Werkstoffkreislauf abgebildet werden: Vom Filament zum Bauteil und wieder zurück. Hierfür sind Schredder und Maschinen zur Fertigung von Filamenten vorhanden, Des Weiteren steht ein System zur Herstellung metallischer Bauteile zur Verfügung. Abseits der Fused-Filament-Fabrication k?nnen verschiedenste Duromer-Bauteile mittels Stereolithografie hergestellt werden.

Der Forschungsschwerpunkt liegt in der Darstellung von thermoplast- und duromerbasierten Verbundwerkstoffen sowie hybriden Werkstoffverbunden (Polymer-Polymer, Metall-Polymer, Metall-Metall) sowie der Nutzung nachhaltiger Werkstoffsysteme bzw. der Nutzung und Entwicklung recyclingf?higer Werkstoff- und Bauteilkonzepte. Teilweise entsteht der Verbund komplett im 3D-Druck, teilweise entstehen hier Gerüststrukturen, welche in nachgelagerten Prozessen hybridisiert werden.

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Unser modulares System erm?glich Ihnen Ihre eigene Anlage bei uns zu integrieren. Für eine solche Kooperation bieten wir individuelle Herangehensweisen und Auspr?gungen. Kommen Sie gerne auf uns zu:

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