wbk Jahresbericht 2024 final inkl Inhaltslink - Flipbook - Seite 34
INSTITUT
FORSCHUNG
K O O P E R AT I O N E N
Forschungsschwerpunkt
Nachhaltige Produktion
Ansprechpartner am wbk:
Martin Benfer, M.Sc.
Telefon: +49 1523 950 2651
martin.benfer@kit.edu
Inmitten der wachsenden globalen Bevölkerung,
zunehmenden Ressourcenknappheit und einer
sich zuspitzenden Energiekrise rücken Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft immer stärker in den
Fokus von Unternehmen. Die Notwendigkeit, den
Weg in eine nachhaltige und klimaneutrale Zukunft einzuschlagen, wird zusehends dringlicher.
Um Unternehmen auf ihrem Transformationspfad
in Richtung einer nachhaltigen und klimaneutralen
Produktion zu unterstützen, widmet sich der Forschungsschwerpunkt Nachhaltige Produktion des
wbk Institut für Produktionstechnik der Gestaltung
ressourceneffizienter Fertigungsprozesse und Anlagen, der Gestaltung kreisläufiger Wertströme unter
Einbeziehung von Produktdesign und der Beherrschung von Komplexität, Varianz und Unsicherheit
in neuen kreisläufigen Wertschöpfungssystemen.
Produktion von Holzwerkstoffplatten entwickelt.
Auch in Zukunft werden zahlreiche Eigenschaften
von Produktionsprozessen bereits während der Designphase festgelegt. Dies ist für kreisläufige Wertschöpfungsprozesse um so wichtiger, da Produkte mehrere Lebenszyklen und Produktionsphasen
durchlaufen werden. Das Team des wbk arbeitet
daher im sogenannten Produkt-Produktions-CoDesign eng mit Produktentwicklern zusammen, um
Produkte und Prozesse der linearen und kreisläufigen Produktion im Einklang zu gestalten. Dabei
entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Methoden, um die Produktentwicklung
im Design zu unterstützen, Auswirkungen von
Designänderungen auf Produktionsprozesse abzuschätzen und geeignete End-of-Life Strategien für
Produkte und Komponenten abzuleiten.
Additive Fertigungsverfahren bieten erhebliches
Potential, um Umwelteinflüsse zu verringern. Dies
wird beispielsweise durch die Erzeugung von Werkzeugen mit komplexen Kühlkanälen und verbesserten Standzeiten oder der gezielten Einbringung
von Fasermaterialien zur Verstärkung von Bauteilen
möglich. Jedoch sind additive Fertigungsverfahren
weiterhin sehr energieintensiv und daher nur in
begrenztem Maße einsetzbar. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen daher unterschiedliche Ansätze zur Steigerung der Ressourceneffizienz additiver Verfahren, zur Eliminierung
zusätzlicher Verfahrensschritte und zur Verringerung von Ausschüssen. Im Hinblick auf Ressourceneffizienz werden am wbk zudem verbesserte
Anlagenbetriebsstrategien, beispielweise in der
Kreisläufige Wertströme müssen mit einer im Vergleich zur optimierten und standardisierten linearen Produktion erheblich gesteigerten Varianz
umgehen, da rückläufige Produkte sich hinsichtlich ihres Typs und Zustands unterscheiden. Zudem
stellt die hohe Unsicherheit im Hinblick auf das Volumen und die Eigenschaften rückläufiger Produkte
eine Herausforderung dar. Das Team des wbk untersucht daher Verfahren, die trotz dieser Herausforderungen eine wettbewerbsfähige Produktion
am Hochlohnstandort gewährleisten können. Dazu
wird die Gestaltung und Steuerung komplexer flexibler Fertigungssysteme untersucht, die auf starre
Verkettungen und standardisierte Taktzeiten verzichten. Adaptive automatisierte Befundungs- und
Bearbeitungsverfahren können bei hoher Heterogenität effizient produzieren. Intelligente Produktpässe dienen der Weitergabe von Informationen
entlang der Wertschöpfung. Eine serviceorientierte
digitale Infrastruktur verbessert die Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette.
Insgesamt strebt das Team des wbk danach, Unternehmen dabei zu unterstützen, nicht nur ökologisch verantwortlicher zu produzieren, sondern
auch die Wirtschaft in Deutschland und Europa
unabhängiger von Rohstoffimporten und geopolitischen Krisen zu machen. Die Forschung am
wbk legt den Grundstein für nachhaltige Produktions- und Wertschöpfungssysteme, die eine klimafreundliche und ressourceneffiziente Zukunft
ermöglichen.
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Gebrauchter Anlasser-Motor im Remanufacturing (Foto: Adobe Stock)
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Institut für Produktionstechnik Jahresbericht 2023
