Adaptive 3D-Drucktechnologie zur effizienten und präzisen Serienfertigung von Strukturbauteilen
In dem Verbundvorhaben A2M entsteht mit Hilfe eines angepassten Schneckenextruders in Kombination mit autonomen Robotern und intelligenter adaptiver Prozesssoftware ein neuartiges additives Verfahren, welches die wirtschaftliche Fertigung komplexer und individueller Kunststoffbauteile für Strukturanwendungen erlaubt. Unter Ausnutzung angepasster Sensoren erfolgt der Druckprozess – entgegen konventionellen 3D-Druckverfahren – adaptiv, durchgängig automatisiert auf gekrümmten Oberflächen. Dadurch lassen sich sowohl bestehende Bauteilstrukturen durch komplexe, individuelle Funktions- oder Verstärkungselemente erweitern als auch Serienbauteile auf endkonturgenauen Formwerkzeugen herstellen. Die werkzeugfreie Herstellung sowie die komplexe Prozessführung während des extrusionsbasierten, multidirektionalen 3D-Drucks führen zu Abweichungen in der SOLL-Geometrie und Qualität der hergestellten Bauteile. Während des Druckprozesses wird daher im Rahmen des geplanten Vorhabens eine virtuelle Nachbildung des Druckobjekts in einem digitalen Zwilling („Digital Shadow“) erzeugt, aus deren Interpretation in einem selbstlernenden Prozess adaptive Anpassungen der Prozessparamter durchgeführt und somit Bauteilfehler in weiteren Fertigungszyklen vermieden werden. Das zu entwickelnde cyberphysische Produktionssystem ist lernfähig (maschinelles Lernen) und kann somit eigenständige Entscheidungen treffen und Aufgaben weitestgehend autonom erledigen.
Projektlaufzeit: 01.05.2019 – 31.10.2021
Partner: Pumacy Technologies AG, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, SVOTT s.r.o., Technická univerzitav Liberci