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Online-Vortragsreihe LDPF 2021-04 zu Themen wie Künstliche Intelligenz, User Experience und Additive Fertigung (3D-Druck)

Bild: LDPF, K. Lacour

01. April 2021, 13:00 Uhr - 17:00 Uhr

Präsentation von studentischen Projektarbeiten aus dem vergangenen Wintersemester 2020/21 mit zwei Gastvorträgen der Unternehmen ARBURG GmbH + Co KG und CENIT AG

Agenda VR#73:

13:00 Uhr
Eröffnung und Einführung

Michael Hoffmann,
Labor für Digitale Produktentwicklung und Fertigung
Fachbereich Technik, Fachrichtung Maschinenbau

13:15 Uhr Gastvortrag:
Additive Fertigung mit Serienmaterial - der Weg vom Prototyping zur (Klein-)Serienproduktion
Im Bereich der Erstellung von Prototypen ist der 3D-Druck bereits längst ein wichtiges Instrument zur Beschleunigung von Innovationszyklen und Produktentwicklung geworden. Weit größere Potenziale liegen im Bereich der Kleinserienfertigung und bei der Individualisierung von Produkten. Hier sind bisher vor allem große Unternehmen wie Automobilhersteller und Unternehmen aus der Medizintechnik führend. Aber auch für KMUs wird die Additive Fertigung immer interessanter.
Arburg bringt mit seinem Arburg Kunststoff-Formen (AKF) das Beste aus beiden Welten - Spritzguss und Additive Fertigung zusammen. Der freeformer produziert dabei mit qualifizierten Standardgranulaten und eröffnet so völlig neue Möglichkeiten.

Sascha Petereit, ARBURG GmbH + Co KG

13:45 Uhr
Perspektiven und Einsatzmöglichkeiten von "Virtual Experiences" in industriellen Anwendungen
Die Entwicklung und Bereitstellung von virtuellen Präsentationen (Virtual Experiences) während der Produktentwicklung für Design Reviews, als Marketinginstrument oder den Service und für Schulungszwecke bietet mit den aktuellen interessanten Entwicklungen der (Konsumer-)Hard- und Software neue Möglichkeiten. So können das Verständnis von komplexen Zusammenhängen, die Kommunikation mit dem Kunden verbessert, durch frühzeitige Validierungen Fehler frühzeitig erkannt oder schneller Entscheidungsfindungen herbeigeführt werden.
In dieser Präsentation werden am Beispiel eines realen Szenarios, der Entwicklung einer Versuchsanlage zur Additiven Fertigung im Großformat, verschiedene Techniken von Virtual Experiences vom "Virtual Storytelling" bis zur immersiven virtuellen Realität mit Head Mounted Displays vorgestellt.

Kristofer Lacour (CAD3-WS20MH02)
Fachbereich Technik, Fachrichtung Maschinenbau

14:15 Uhr
Aufbau einer schnittstellenfreien, digitalen Prozesskette vom 3D-Design über das Preprocessing, der virtuellen Absicherung bis zum Postprocessing für eine Versuchsanlage zur Additiven Fertigung im Großformat
Aktuelle 3D-Businessplattformen wie die 3DExperience bieten eine stetig wachsende Vielzahl von Bausteinen für branchenübergreifende PLM-Strategien. Mit weiteren dazu ergänzenden Softwarelösungen, wie z.B. dem Produkt FastSuite der CENIT AG können individuelle nahtlose und vollständig digitalisierte Prozessketten realisiert werden. Um diese Lösungen im jeweils aktuellen Entwicklungsstand zu betrachten und zu bewerten werden solche Szenarien im laufenden Lehr- und Forschungsbetrieb des LDPF aufgebaut und integriert. In diesem Projekt wurde eine digitale Prozesskette vom Pre- bis zum Postprocessing einer vollständig digitalen Fertigung für eine Versuchsanlage zur Additiven Fertigung im Großformat in der aktuellen 3DExperience Cloud Plattform aufgebaut und erprobt.

Lars Schier, Niklas Schoden (AMB-WS20MH91)
Fachbereich Technik, Fachrichtung Maschinenbau

14:45 Uhr Pause

15:00 Uhr
Einsatz von Künstlicher Intelligenz für die Offline-Programmierung einer Industrieroboterzelle
Als konsequente Weiterentwicklung im Projekt RoboVR, dem Einsatz von Virtual Reality Technologien zur Offline Programmierung eines Industrieroboters wurde eine hier betrachtete Industrieelle Anwendung mit einem völlig neuen Ansatz betrachtet:
Die Ermittlung von notwendigen Schwenkbewegungen einer Roboterzelle, um Strahlmittel aus einer Schweißbaugruppe zu entfernen, liefert mit konventionellen Ansätzen wie der Tech-In- oder der Offline-Programmierung aufgrund unvorhersehbarer Varianzen kein konsistentes oder reproduzierbares Ergebnis, sondern kann lediglich über einen immer wieder zeitintensives "Trial and Error" umgesetzt werden.
In dieser Projektarbeit wurden nun Technologien der Künstlichen Intelligenz (KI), insbesondere des Maschinellen Lernens (ML) auf Eignung untersucht und implementiert. In einem nächsten Schritt sollen die Ergebnisse in einem Versuchsaufbau validiert werden.
In der entwickelten Anwendung kann mithilfe von Simulationen ein künstliches neuronales Netz trainiert werden, das adaptiv einen optimalen Bewegungsablauf generiert. Dieses Projekt zeigt bereits im aktuellen Entwicklungsstand das enorme Potential von KI und im konkreten Fall ein sehr anschauliches Beispiel, das im Lehrbetrieb des Labors weiter ausgebaut werden soll um Studierende und Unternehmen an das Thema Künstliche Intelligenz in konkreten industriellen Praxisanwendungen heranzuführen.

Marvin Baumann (CAD3-WS20MH02)
Fachbereich Technik, Fachrichtung Maschinenbau

15:30 Uhr
NatureFibreBike: Naturfaser trifft auf Additive Fertigung - Ein Fahrradrahmen in Losgröße 1 mit Additiver Fertigung und nachhaltigem Naturfaserverbund (NFK)
Eine erste Konzeptstudie zur Entwicklung und Fertigung eines Kunden-individualisierten Fahrradrahmens von einem parametrisch gestaltbaren Geometriemodell bis zu Komponenten aus der Additiven Fertigung in Metall oder faserverstärktem Kunststoff und Strukturbauteilen aus nachhaltigen NFK-Flachsfaserhalbzeugen.

Alexander Kaysen (CAX-WS20MH98)
Fachbrereich Technik, Fachrichtung Maschinenbau

16:00 Uhr Gastvortrag:
Von „Bauchgefühl“ hin zu mathematisch fundiert - Numerische Simulation in der Designoptimierung
Die Produktentwicklung ist im stetigen Wandel begriffen. Während klassische Konstruktionsparadigmen noch weit verbreitet sind, stellt der Ruf nach Wirtschaftlichkeit und Effizienz bei gleichzeitiger Innovationsbereitschaft neue Anforderungen an die Konstruktionsabteilungen.
Unter Verwendung der numerischen Simulation verfolgen Unternehmen den „Get it right the first time“-Ansatz und verlagern ihre physikalischen Tests auf den digitalen Zwilling. Um teure Designiterationen in späten Phasen zu reduzieren, geht der Trend dabei immer mehr zur konstruktionsnahen Simulation. Werkzeuge wie Topologieoptimierung und Design-of-Experiment Studien unterstützen den Konstrukteur und bieten, zusammen mit automatisierten Berechnungsprozessen, eine leistungsfähige und verlässliche Methode in der anforderungsgerechten Geometriefindung.
Dieser Beitrag verdeutlicht die Vorteile und Unterschiede von parametrischen und nicht-parametrischen Topologie-Optimierungsansätzen unter Verwendung kommerzieller Berechnungssoftware. Anhand eines Beispiels demonstrieren wir eine mögliche Umsetzung der Methode innerhalb der 3DEXPERIENCE Entwicklungsplattform von Dassault Systèmes.

Dr. Daniel Vallicotti, CENIT AG Stuttgart

16:30 Uhr Ausklang, Netzwerken

Anmeldung erbeten: Den Link zur Online-Veranstaltung erhalten alle angemeldeten Teilnehmer*innen per Mail vor der Veranstaltung.