FB Technik

Vortragsreihe LDPF #82-2024-03 zu Themen aus der Digitalen Produktentwicklung und Fertigung mit Gastvorträgen

Präsentation von F&E-Laborprojekten des LDPF aus dem vergangenen Wintersemester 2023 und Gastvortrag der Fronius International GmbH

Hauptcampus Trier Schneidershof, Gebäude H, Raum H2 (Hörsaal 2)

Agenda Vortragsreihe LDPF#82

13:00 Uhr
Gebäude H, Raum H2 (Hörsaal 2)

Eröffnung und Einführung
Michael Hoffmann, 
Labor für Digitale Produktentwicklung und Fertigung
Fachbereich Technik

Ausbau einer vorhandenen FANUC-Roboterzelle zu einer innovativen Versuchsanlage für die Additive Fertigung:
Mit der Beschaffung einer neuen Schweißtechnik und der vollständigen Integration in die vorhandene FANUC-Roboterzelle bis hin zum Aufbau eines Virtuellen Zwillings für die Offline-Programmierung und Simulation von Fertigungsprozessen entsteht eine innovative Versuchsanlage sowohl für die klassische Schweißrobotik (Teach-In und Offline-Programmierung) als auch für das Free Space Fabrication und das Wire Arc Additive Manufacturing:
Im Gegensatz zu konventionellen 3D-Drucksystemen, welche in der Regel über eine 3-Achs Kinematik an den schichtweisen Aufbau einer Struktur in einer Raumachse gebunden sind, kann ein 6-achsiger Industrieroboter Strukturen frei im Raum aufbauen. Dieses als Free Space Fabrication (FSF) bezeichnete Verfahren bietet damit durch Reduktion von Stützstrukturen oder die Fertigung von komplexen Bauteilen oder Hybridstrukturen im Großformat neue Möglichkeiten und Potentiale für neue innovative industrielle Anwendungen. 
Die mit einer Förderung der Nikolaus Koch Stiftung Trier beschaffte CMT-Schweißtechnik des Herstellers Fronius ermöglicht das Additive Fertigungserfahren von Metallen. Man spricht hier unter der Kategorie des Direct Energie Deposition (DED) vom sogenannten Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM).
Beim WAAM oder auch Lichtbogendraht-Auftragsschweißen wird eine Lichtbogenschweißtechnologie verwendet, um Metallstrukturen schichtweise aufzubauen. Bei diesem Verfahren wird ein Metalldraht mit einem MIG- oder CMT-Schweißbrenner aufgeschmolzen.
Eine Herausforderung besteht in der Offline-Programmierung und Simulation des additiven Fertigungsprozesses mit dafür notwendigen CAD/CAM Software-Technologien, denn hier müssen die komplexen Werkzeugbahnen direkt aus dem 3D CAD-System generiert werden, wobei die Singularitäten in der Robotersteuerung oder Kollisionen mit bereits gebauten Objekten berücksichtigt werden müssen.

Mit der Aufrüstung der bereits vorhandenen FANUC Roboterzelle durch eine CMT-Schweißtechnik des Unternehmens Fronius entsteht eine Infrastruktur für eine nachhaltige praxisnahe Lehre, Forschung und Entwicklung in dieser Technologie und der Ableitung von industriellen Anwendungen im Technologietransfer. 

13:15 Uhr
Gastvortrag Fronius International GmbH:

Innovative Schweißtechnik Cold Metal Transfer (CMT) mit Fokus auf die Direct Energie Deposition (DED)-Fertigung
Dieser Vortrag präsentiert innovative Weiterentwicklungen im Cold Metal Transfer (CMT)-Prozess, die speziell auf die Anforderungen des additiven Fertigungsverfahrens zugeschnitten sind. Durch die Einführung neuer Schweißkennlinien mit herausragenden Features wie "Abschmelzleistungsstabilisierer" und "Wärmekorrektur" wird die Präzision und Effizienz des CMT-Prozesses für die additive Fertigung erheblich gesteigert. Erfahren Sie mehr über diese wegweisenden Entwicklungen, die das Potenzial haben, die Qualität und Reproduzierbarkeit von additiv gefertigten Bauteilen signifikant zu verbessern.
Kai Maikranz, Tech Support National PW,  Teamleiter Anwendungstechnik, Fronius Deutschland GmbH

13:45 Uhr
Offline-Programmierung und Simulation mit Integration des CMT-Schweißtechnik für das Roboter Schweißen und das Free Space Fabrication

Die Präsentation zeigt den aktuellen Entwicklungsstand zum Ausbau des vorhandenen Virtuellen Zwillings der FANUC Roboterzelle für die Offline-Programmierung und Simulation in der eingesetzten 3D-Business Plattform 3DExperience als Grundlage einer CAD/CAM-Prozesskette für das Roboter- Schweißen und das Free Space Fabrication. In diesen ersten Vorarbeiten wurden die Prozessketten für beide Verfahren analysiert und erprobt.
Jonas Pohr, Jannes Welle, CAD3-Projekt WS23MH03
Rene Theisen, 10P Master Projekt WS23MH01

14:30 Uhr Pause - Gelegenheit zum kurzen Labor-Rundgang

15:00 Uhr 
Digitale Fertigung - Von der Virtuellen Produktentwicklung bis zur Fertigung mit Virtuellen Zwillingen:

Durch einen konsequenten Aufbau von Virtuellen Zwillingen aller Fertigungs- und Produktionseinrichtungen unserer Labor-Infrastruktur in einer 3D-Business Plattform ermöglichen wir den Studierenden in projektbasierter Lehre die Planung und Optimierung von vollständig digitalisierten Fertigungsabläufen für die CNC-Fertigung inkl. Erstellung der NC-Programme sowie der realistischen Simulation und Absicherung des Fertigungsprozesses auf der virtuellen Maschine. 

E-Flight - Faszination klimaschonender Segelflug -
Auslegung, 3D-Design und 5-Achs Fräsbearbeitung einer Propellernabe für einen elektrifizierten Motorsegler
Im Projekt E-Flight beschäftigt sich ein ambitioniertes Team um den Weltrekordpiloten Klaus Ohlmann und Karl Pickan als Experte aus der Elektromotoren-Entwicklung und selbst erfahrender Segelflieger mit der Faszination eines klimaschonenden Reiseflugs. In dieser Kooperation entstehen zahlreiche anspruchsvolle Themen für studentische Projektarbeiten im Fachgebiet "Digitale Produktentwicklung und Fertigung" in einem hochmotivierten interdisziplinären Expertenteam sowie spannende Einblicke in die Faszination und gleichzeitig die  Herausforderungen einer nachhaltigen Entwicklung in der Fliegerei.
In diesem Teilprojekt wird die Package-Untersuchung zur Auslegung des Klapp-Propellers, dem Design der Propellernabe bis zur Fertigung der Naben-Komponenten für erste Prüfstand-Versuche präsentiert.
Marius Heldt, Nico Knod, AMB-Projekt WS2023, Projektgruppe WS23MH91

15:30 Uhr Vom Studentischen Projekt zur Geschäftsidee für die Gründung eines Start-Ups
3D-Design, Produktentwicklung und seriennahe Prototypenfertigung eines hochwertigen Küchenmessers 

Warum nicht eine Idee aus dem privaten Umfeld / Hobby aufgreifen, im Rahmen studentischer projektbasierter Lehre reifen lassen und am Ende vielleicht sogar daraus ein StartUP entwickeln ?
Projektbasierte Lehre mit einer hervorragenden Ausstattung in den Laboren des Fachbereiches und natürlich Dozenten als Mentoren aus verschiedenen Fachgebieten geben dafür die notwendigen Rahmenbedingungen.
Dieser Vortrag gibt einen aktuellen Einblick in ein eben solches Szenario. In kürzester Zeit entstand so fachgebietsübergreifend und in Kombination verschiedener Projektmodule aus einer ersten Konzeptidee ein hochwertiger funktionaler Prototyp eines Küchenmessers mit einer ganz besonderen Kombination aus Werkstoff, Design und Schneidengeometrie in einem vollständig digitalisierten Entwicklungs- und Fertigungsprozess.
Sven König, Lukas Winkel (Knife Art)
Praxis-Projekt mit Bachelor Thesis, Projektgruppe WS23MH96

16:00 Uhr 
Drehen mit angetriebenen Werkzeugen am Beispiel einer Extruderschnecke

Am Beispiel einer Extruderschnecke, die im Rahmen der Eigenentwicklung einer Versuchsplattform Additive Fertigung im Großformat eingesetzt und optimiert werden soll, wird ein vollständiger Workflow vom 3D-Design, der CAM-Programmierung und virtuellen Absicherung/Simulation bis zur Fertigung des Bauteils an einem Bearbeitungszentrum für das Drehen mit angetriebenen Werkzeugen vorgestellt.
Moritz Bodden, Nils Schütz
CAD3-Projekt WS2023, Projektgruppe WS23MH02

16:30 Uhr Pause

16:45 Uhr
3DPXL: Entwicklung einer modularen Versuchsplattform für eine nachhaltige Additive Fertigung (3D-Druck) im Großformat

Im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprojektes 3DPXL entwickelt das LDPF im Rahmen von zahlreichen studentischen Projektarbeiten an einer modularen Versuchsplattform für eine nachhaltige Additive Fertigung (3D-Druck) im Großformat. In dieser Präsentation wird der aktuelle Entwicklungsstand zum Versuchsaufbau mit einem Granulatextruder zur nachhaltigen Verarbeitung von Rezyklaten vorgestellt. 
Jonas Ludwig,
10P-Master Projektarbeit, Projektgruppe WS92MH99

17:15 Uhr Ausklang, Imbiss, Netzwerken ...

Ort: Gebäude H, Raum H2 (Hörsaal 2)
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