wbk Jahresbericht 2024 final inkl Inhaltslink - Flipbook - Seite 22
INSTITUT
FORSCHUNG
K O O P E R AT I O N E N
Forschungsprojekt MAP
Grundlagen einer Remanufacturing-Prozesskette für
funktionelle, hybridisierte Polymerbauteile
Ziel des Vorhabens
Ansprechpartner am wbk:
Michael Baranowski, M.Sc.
Telefon: +49 1523 950 2642
michael.baranowski@kit.edu
Ausgehend von der Vision einer nachhaltigen
und ressourcenschonenden Gesellschaft, welche
die lange Nutzbarkeit von Produkten über ein
Recht auf Reparatur festlegen möchte, hat das
Projekt RESTORE zum Ziel, eine additiv-subtraktive
FFF-Anlage (Fused Filament Fabrication) zu erweitern, um eine bauteilflexible Reparatur von hochintegrierten Kunststoffbauteile zu ermöglichen.
Am Beispiel der Axialflussmaschine soll durch die
erweiterte Prozesskette diese minimalinvasiv geöffnet, zerlegt, repariert, oder für den beabsichtigten
Zweck modifiziert und für eine weitere Verwendung wieder zusammengesetzt werden.
Vorgehensweise
Neben den Forschungsaktivitäten der beteiligten
Partnerinstitute der Universität Stuttgart (IFB, IEW,
IFSW) und dem Karlsruher Institut für Technologie
(FAST) wird zur Befähigung des Reparaturprozesses durch das wbk Institut für Produktionstechnik
der bestehende FFF-Prozess durch zusätzliche Betriebsmittel, weitere Anlagenmodule zur Nachbearbeitung sowie ein Softwaretool zur Prozessplanung erweitert. Um diese erweiterte Prozesskette
zu charakterisieren, entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des wbk Bearbeitungsstrategien, die es ermöglichen, die zu ersetzenden
Komponenten (Polschuh, Lager) der Axialflussmaschineautomatisiert zu entfernen und einzusetzen.
Zielbild der erweiterten Prozesskette zur Reparatur und Modifikation einer Axialflussmaschine
(Abbildung: wbk)
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Dabei werden die verschiedenen Prozesseinflussgrößen hinsichtlich minimalinvasiver Demontage
analysiert, quantifiziert und bezüglich absehbarer
Wechselwirkungen untersucht.
Axialflussmaschine mit Polschuh und Lagersitz (Abbildung: wbk)
Ergebnisse
Bisherige Ergebnisse im Projekt RESTORE umfassen
eine modulare Bauplattform, die ein Aufspannen
sowie Bearbeiten der zu reparierenden Axialflussmaschine ermöglicht. Darüber hinaus wurden intelligente Endeffektoren für den Handhabungsroboter entwickelt, mit Hilfe derer eine gezielte
Entnahme sowie Positionierung der zu ersetzenden Polschuhe oder Lager ermöglicht wird. Auf
Basis einer am Roboterarm fixierte 3D-Kamera
konnte die Machbarkeit zur gezielten Lokalisierung der zu ersetzenden Komponenten nachgewiesen werden. Durch eine softwareseitige Bestimmung der Bewegungstrajektorie des Roboters
auf Grundlage der Bilddaten der 3D-Kamera kann
eine robotergestützte Entnahme und Ablage dieser
Komponenten realisiert werden. Zudem wurden
Prozessstrategien entwickelt, um mit Hilfe eines
additiv-subtraktiven Bearbeitungsansatzes den Sitz
von Polschuhen, beziehungsweise von Lagern, für
ein Einsetzen der neuen Komponenten vorzubereiten. Zukünftige Forschungsaktivitäten adressieren
die Integration eines Laserprozesses zur subtraktiven Fertigung in die Anlagenarchitektur sowie die
softwareseitige Orchestrierung der erweiterten
Prozesskette.
RESTORE ist ein Projekt im Rahmen des Innovationscampus Mobilität der Zukunft (ICM). Es wird
gefördert vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg.
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Institut für Produktionstechnik Jahresbericht 2023
