bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Fräsen mit Industrierobotern*/Influencing parameters of robot machining - Studies on parameters influencing robot machining of spheroidal graphite cast iron
Authors: Abele E. , Haddadian K. , Baier C. , Hähn F. , Weis P.
Published: June 2021

Laut einer aktuellen Studie des VDMA steigt die Zahl der bei Bearbeitungsoperationen eingesetzten Industrieroboter. Gründe hierfür sind etwa die feinmaschigere Erfassung von Technologieparametern bei der spanenden Bearbeitung sowie das bessere Beherrschen der für die Bearbeitung ungünstigen Struktureigenschaften. Dieser Fachbeitrag beschreibt die Einflüsse verschiedener Zerspanparameter sowie unterschiedlicher Bearbeitungsstrategien beim Zerspanen von Gusswerkstoffen mit hohen Qualitätsanforderungen durch Industrieroboter.

 

A recent study by VDMA shows a growing trend towards the use of industrial robots for machining operations. Reasons for the increased use are better known technology parameters and improved mastering of structural weaknesses. This publication summarizes influences of different parameters and strategies for machining casting materials with higher quality requirements.
Versorgung von intelligenten Werkzeugen*/Supplying intelligent tools
Authors: Slavov V. , Kimmelmann M. , Stehle T.
Published: June 2021

Um das Herstellungsspektrum in modernen Bearbeitungszentren zu erweitern, kommen vermehrt „intelligente“ Werkzeuge zum Einsatz, die eine zusätzliche Versorgung von Daten, Energie oder Medien benötigen. Eine Integration von Übertragungselementen in die Werkzeugspindel und die HSK-Schnittstelle soll eine Übertragung dieser Größen durch die Spindel ermöglichen. So soll ein Standard geschaffen werden, welcher die Anbindung von intelligenten Werkzeugen herstellerunabhängig zulässt.

 

In order to increase the spectrum of machining processes in machining centers, intelligent tools (so-called cyber-physical modules) which need an additional supply of data, energy and media are being used. By the integration of additional transmission elements to the hollow shaft taper interface it is aimed to realize a transmission via the spindle itself. Based on that, a new standard will be established, making it possible to use intelligent tools from all manufacturers in future.
Produktionsangepasste Konstruktion*/Production-adjusted design for hot die forging processes
Authors: Behrens B.-A. Prof. , Dannenberg M. , Mohammadifard S. , Offers J.-D. , Santangelo A.
Published: June 2021

Der Fachaufsatz stellt eine Methode vor, mit der bereits während der Konstruktion von Schmiedewerkzeugen produktionsspezifische Informationen berücksichtigt werden. Für die produktionsgerechte Konstruktion wird unter Berücksichtigung von Fertigungsmitteldaten und daraus abgeleiteten Kennzahlen eine Zusatzanwendung innerhalb einer CAD-Umgebung entwickelt. Diese gestattet bereits in der frühen Konstruktionsphase eine geführte Fertigungsmittelauswahl und automatisierte Werkzeuganpassung.

 

A methodology is presented providing production-specific information for the design of hot die forging tools. For a production-adjusted design an additional prototypical software application within a conventional CAD-framework is developed including the properties of the production resources and derived indicators. The application allows already in the early design stage a guided selection of production resources and an automatic geometric adaption of the forging tools.
Modulare Fertigungslinien für die individualisierte Produktion/Modular manufacturing systems for individualized production - Improving flexibility through business process modelling
Authors: Wrede S. , Wojtynek M. , Steil J. Prof. , Beyer O. , Frobieter C. , Franke V.
Published: June 2021

Der Beitrag beschreibt ein Hard- und Softwarekonzept für vernetzte Fertigungsmodule. Eine modulare Systemarchitektur sowie die dezentrale Steuerung durch Prozessmodelle auf Basis von BPMN2 erlauben eine kundenspezifische Produktion bis hin zu Losgröße eins. Anhand eines vertikal in die Unternehmens-IT integrierten Demonstrators wurden die Vorteile als Showcase für Industrie 4.0 auf verschiedenen Fachmessen erlebbar. Der innovative Ansatz wurde im Verbundprojekt itsowl-FlexiMon im Rahmen des BMBF Spitzenclusters „Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe“ (it’s OWL) entwickelt.

 

This contribution describes a distributed modular production system for individualized production. A modular system architecture and semi-autonomous cell control based on executable process models with BPMN2 are used to realize a customer specific production down to lot size one. The advantages have become tangible through a vertically integrated demonstrator that has been exhibited at different fares and showcases the progress towards Industry 4.0. The overall approach was developed in the project itsowl-FlexiMon in the framework of the BMBF leading edge cluster „Intelligent Technical Systems OWL“ (it’s OWL).
ProSense*/ProSense – Improving the forecast quality of detailed planning
Authors: Reuter C. , Brambring F. , Hempel T. , Gützlaff A.
Published: June 2021

Immer kundenindividuellere Prozessketten sowie eine gleichzeitig steigende Marktdynamik stellen Unternehmen und insbesondere die Produktionssteuerung vor große Herausforderungen. Das Forschungsprojekt ProSense erarbeitet Lösungen für eine Produktionssteuerung in Zeiten von Industrie 4.0. Durch eine Analyse der Abweichungen zwischen Plan- und Ist-Daten wird die Verbesserung der Planungsgüte in der Produktion erreicht.

 

Customer-specific process chains and increasingly dynamic market conditions pose a major challenge for manufacturing companies and especially their production planning and control processes. The research project ProSense develops solutions for a production control in the context of Industrie 4.0. An analysis of the variance between planned and actual production data improves the planning quality.
Anwenderunterstützung bei der digitalisierten Produktionsplanung/User support in digital production planning
Authors: Lange O. , Dangelmaier M.
Published: June 2021

In der Produktionsplanung kommt vermehrt Simulationssoftware zum Einsatz, um Zeit und Kosten zu reduzieren. Viele Anwender benutzen die Programme allerdings nur gelegentlich. Aufgrund des relativ geringen Übungsgrades besteht ein hoher Bedarf an Unterstützung. In marktgängigen Softwarewerkzeugen sind jedoch bislang kaum wirksame Unterstützungsfunktionen implementiert. Basierend auf Anwenderbefragungen in Unternehmen innerhalb des europäischen Forschungsprojektes DREAM (simulation based application Decision support in Real-time for Efficient Agile Manufacturing) werden drei Konzepte für die Benutzerunterstützung vorgeschlagen.

 

Production planning is increasingly performed by the application of simulation software in order to reduce costs and time. But many users use this kind of software just occasionally. Due to this low level of usage, there is a great demand in support. For those software packages, useful and efficient support tools were not implemented until now. Based on surveys realized in some companies in the European project DREAM three different concepts of user support are suggested.
Minimalmengenschmierung/Minimum Quantity Lubrication - Feature-based cost and effort analysis for drilling processes in aluminum alloys
Authors: Grebner J. M. , Eimer D. , Abele E. Prof.
Published: June 2021

Angesichts der steigenden Relevanz ökologisch nachhaltiger Produktion steht unter anderem die Kühlschmierstoffversorgung im Fokus von Ressourceneffizienzmaßnahmen. Ein Befähiger zur Hebung von Effizienzpotentialen ist die seit Mitte der 1990er Jahre untersuchte Minimalmengenschmierung (MMS). Der Fachbeitrag beschreibt die Analyse der monetären sowie technologischen Aufwände der Einführung von Minimalmengenschmierung in Bohrprozesse in Aluminiumbauteilen am Beispiel der Automobilindustrie.

 

Due to the increasing relevance of ecologic sustainable production, the resource efficient design of cooling lubricant supply systems, among others, is at focus. Being an enabler for exploiting the efficiency potential, minimum quantity lubrication technology (MQL) is investigated since the mid-nineties of the last century. This contribution analyses the economic and technologic impact of the introduction of MQL to drilling processes in aluminum alloys using the automotive industry as an example.
Unternehmensübergreifendes Werkzeugmanagement*/Collaborative tool management - Cloud services for digitalizing the tool supply chain
Authors: Röschinger M. , Kipouridis O. , Günthner W. A. Prof.
Published: June 2021

Der Fachbeitrag stellt eine Cloud-Lösung vor, die im Verbundprojekt „ToolCloud“ entwickelt wird und die unternehmensübergreifende digitale Zusammenarbeit im Bereich des Werkzeugmanagements erlaubt. Dabei wird einerseits auf das Konzept und dessen Elemente eingegangen. Andererseits werden auch Funktionen und Erkenntnisse aus einer demonstratorischen Umsetzung präsentiert. Abschließend werden die Potentiale für alle Unternehmen der Werkzeug Supply Chain sowie alle Phasen des Werkzeuglebenszyklus verdeutlicht.

 

In this article a cloud solution for the digital collaboration within the area of machining tool management is presented. For this, the concept and its components, developed in the ToolCloud project, are discussed. Moreover, the realization of the concept in a test environment is described with regard to provided services and findings concerning the operational capability. Finally, the potentials for the whole tool supply chain as well as for all stages of a tool´s lifecycle are clarified.
Intelligenter Schweißroboter/Intelligent welding robot - Autonomous reaction of a welding robot on large tolerances
Authors: Wilmsmeyer H. , Flasskamp M. , Jungeblut T. , Schierenberg M. Prof.
Published: June 2021

Die Robotertechnik kommt vermehrt zum Einsatz, wenn jederzeit eine hohe Produktqualität erzielt, die Verarbeitung beschleunigt und

 

gleichzeitig die Kosten minimiert werden sollen. Im hier beschriebenen Projekt soll ein intelligenter Schweißroboter entwickelt werden, der mittels innovativer Erkennungs- und Steuerungstechnik große Bauteile überprüfen und eigenständig die Position darauf anpassen kann. Neue Algorithmen bewirken eine optimierte Zielpositionierung, ohne unnötige Anfahrwege und mit Kollisionsvermeidung.

 

Robot technology is increasingly employed to ensure high quality requirements, to accelerate the production, and to reduce costs. The development of an intelligent welding robot is part of this project. The robot is able to inspect large construction parts with innovative pattern recognition and control technology and to adapt its orientation accordingly. New algorithms allow for an optimized tool positioning and efficient path planning with collision avoidance.
Ein Reifegradmodell für Engineering-Daten*/A Capacity Maturity Model for Engineering Data
Authors: Puntel Schmidt P. , Goß M. , Fay A. Prof. , Bertsch H. , Welling B. , Marek F.
Published: June 2021

Für die Durchführung einer virtuellen Inbetriebnahme und verwandter Anwendungsfälle bilden Engineering-Daten – insbesondere Layouts der zu errichtenden Anlage – eine substanzielle Grundlage. Diese Engineering-Daten unterliegen oftmals starken Schwankungen hinsichtlich ihrer Güte und Qualität. Der Fachbeitrag stellt eine Bewertungsmetrik in Form eines Reifegradmodells vor, welches es erlaubt, diese Engineering-Daten hinsichtlich ihrer Nutzbarkeit systematisiert bewerten zu können.

 

Engineering data, especially layouts of the constructed plant, is a substantial basis for the implementation of virtual commissioning and related use cases. However, engineering data is subject to strong fluctuations regarding to its quality. In this paper, an approach for an evaluation metric for engineering data is presented. The metric presented herein allows to systematically rate the usability of engineering data.
Produktivitätsgesteigerte Zellverbundherstellung*/Increasing productivity in compound manufacturing - Continuous process flow in manufacturing z-folded lithium-ion battery cells
Authors: Glodde A. , Aydemir M. , Schröder R. , Seliger G. Prof.
Published: June 2021

Im Kontext der Elektromobilität besitzt die Pouchzelle durch ihre hohe volumetrische und gravimetrische Energiedichte hervorragende Applikationseigenschaften. Die Herstellung des Elektroden-Separator-Zellverbunds ist durch die sequenzielle Abfolge von Zu- und Rückstellbewegungen – zurzeit ausgeführt von Industrierobotern – ineffizient und kostentreibend. Vorgestellt wird das Konzept einer vollautomatisierten Anlage mit einer kontinuierlichen Verfahrensführung ohne Verwendung von Zu- und Rückstellbewegungen.

 

In the context of electromobility, the pouch cell has distinctive advantages due to its high volumetric and gravimetric energy density. Manufacturing the electrode-separator-compound is inefficient and partly responsible for high manufacturing costs due to the required sequential setting and resetting movements of industrial robots carrying them out. A concept of a fully automated machine is presented, which uses a continuous process flow and avoids setting and resetting movements.
Strahlschneiden mit flüssigem CO2 als Strahlmedium*/Jet cutting with liquid CO2 as jet medium - Qualifying high pressure CO2 jet cutting and comparison to water jet cutting
Authors: Uhlmann E. Prof. , John P. , Mankiewicz J.
Published: June 2021

Hochdruckstrahlschneiden mit flüssigem CO2 bietet die Möglichkeit der trockenen sowie rückstandsfreien Bearbeitung unterschiedlichster Werkstoffe. Mithilfe eines experimentellen Versuchsstands können flüssige CO2-Strahlen mit einem Druck von bis zu 3000 bar erzeugt werden, die nach dem Austritt aus der Düse – trotz Atmosphärenbedingungen und Übergang in die Gasphase – zeitweise für die Bearbeitung von Werkstücken sowie Oberflächen nutzbar sind. Erste Versuche führten zu Grundlagenwissen über Strahlstoßkraft und Kerbgeometrien.

 

Cutting with a high-pressure CO2 jet has the potential for a dry and residue-free machining of various materials. With an experimental system a high-pressure liquid CO2 jet with up to 3000 bar expands into atmospheric pressure after exiting the nozzle and can be used for the machining of parts and surfaces. Investigations led to basic knowledge about jet force and notch geometries.
Semantische Kommunikationsschnittstellen zur Zustandsüberwachung im Karosseriebau/Standardised I4.0 communication interfaces – Requirements and measures to establish I4.0 principles in modern production systems
Authors: Fleischmann H. , Kohl J. , Blank A. , Schacht M. , Fuchs J. , Franke J. Prof.
Published: June 2021

Industrie 4.0-Technologie verspricht Unterstützung bei der Erfüllung komplexer Produktionsaufgaben. Bisher verhindern jedoch historisch gewachsene, industrielle Kommunikationsnetze durch die oft wenig semantische, strikte Kommunikation entlang der bestehenden Ebenen der Automatisierungspyramide eine effiziente Umsetzung der Prinzipien von „Smart Factories“. Diese Veröffentlichung thematisiert die Entwicklung semantischer Kommunikationsschnittstellen am Beispiel des Karosseriebaus der Audi AG.

 

Industry 4.0 technology promises to support the fulfillment of complex production tasks. Even today, historically grown industrial communication networks prevent an efficient implementation of smart factory principles, especially due to a lack of semantics and the strict communication along the existing layers of the automation pyramid. This publication focuses on the development of semantic communication interfaces using the example of the digitalization of the vehicle body construction at the Audi AG.
Smart Joining/Smart Joining - Concept for Mechanical Joining 4.0
Authors: Jäckel M. , Falk T. , Grimm T. , Landgrebe D. Prof.
Published: June 2021

Der Fachbeitrag beschreibt Zusammenhänge zwischen verschiedenen – in einer Automobilproduktion relevanten – Randbedingungen und dem Fügeergebnis beim Halbhohlstanznieten in Form von mathematischen Modellen. Diese Modelle sowie neue Ansätze bei der Fügewerkzeuggestaltung bilden die Grundlage für die dargelegten Konzepte zur Weiterentwicklung der mechanischen Fügetechnik hin zu cyber-physischen Systemen, die mit anderen Prozessen in der Automobilproduktion vernetzt sind.

 

This article describes in mathematical models how various boundary conditions in an automotive production system and the joining result for self-pierce riveting are related. These models and new approaches in the joining tool design are the basis for the described concepts for developing mechanical joining techniques to enable cyber-physical systems linked to other processes in automobile production.
Umformtechnische Herstellung hybrider Lagerbuchsen*/Manufacturing of Hybrid Bearing Bushings
Authors: Behrens B.-A. Prof. , Bouguecha A. , Vucetic M. , Huskic A. , Uhe J. , Frischkorn C. , Matthias T. , Stakhieva A. , Duran D. , Thürer S. E. , Golovko O. ,   Klose C.
Published: June 2021

Im Fokus dieses Fachbeitrags steht die im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 angestrebte Entwicklung einer Prozesskette zur Fertigung einer hybriden Lagerbuchse aus Aluminium und Stahl. Es werden die Werkzeugkonzepte zur Halbzeugherstellung durch das Verbundstrangpressen sowie zum anschließenden Gesenkschmieden der hybriden Lagerbuchse vorgestellt. Des Weiteren wird ein Ausblick auf die numerische Prozessauslegung gegeben und erste Ergebnisse möglicher Erwärmungsstrategien werden präsentiert.

 

The focus of this paper is on the process chain development that is being researched within the Collaborative Research Centre 1153 for the production of a hybrid bearing bushing made of aluminium and steel. Here, the tool concepts for the production of semi-finished products through compound extrusion and the subsequent forging to a hybrid bearing bushing are introduced. Furthermore, an outlook on the numerical process design and the first results of the possible heating strategies are given.
Fräsbearbeitung dünnwandiger Strukturen*/Error prediction and compensation in milling of thin-walled structures
Authors: Wimmer S. , Zäh M. F. Prof.
Published: June 2021

Der stetig wachsende Trend zum Leichtbau in weiten Bereichen des Maschinenbaus führt zu immer filigraner werdenden Strukturen, die im Fall einer spanenden Herstellung hohe Ansprüche an den Fräsprozess stellen. Es wird eine allgemeine Vorgehensweise vorgestellt, um Formabweichungen aufgrund von Werkstückverformungen zu prognostizieren und ohne Einbußen hinsichtlich der Produktivität kompensieren zu können. Die Validität des verfolgten Ansatzes wird anhand von experimentellen Untersuchungen überprüft.

 

Lightweight design is continually gaining in importance within the engineering sector, thus leading to a wide array of low rigidity components that are very demanding regarding the milling process in case manufactured by cutting. Within this article a new approach is introduced in order to predict and to compensate the geometrical error caused by workpiece deflections without sacrificing productivity. An experimental study is carried out to validate the suggested approach.
Smartglasses im Einsatz auf dem Shopfloor*/Applying Smartglasses on the shop floor - Experiences, potentials and limitations
Authors: Krauß J. , Permin E. , Schmitt R. Prof. , Große Böckmann M. , Plutz M.
Published: June 2021

Mittelpunkt der Vision Industrie 4.0 ist bei vielen Unternehmen die Vernetzung des Mitarbeiters auf dem Shopfloor. Insbesondere Smartglasses sind durch ihre Flexibilität in der Lage, diese Forderung zu erfüllen. Daher streiten etablierte Hersteller und neue Entwickler um die Vorherrschaft auf dem Technologiemarkt. Der Fachbeitrag gibt eine Übersicht zu Geräten und Anwendungspotentialen in produzierenden Unternehmen. Gleichzeitig werden Limitationen des Stands der Technik aufgedeckt.

 

In numerous companies the connectivity of the personnel is the center of their vision of Industrie 4.0. Due to their flexibility Smartglasses are capable of fulfilling this requirement. Therefore the technology market is contested by established producers and emerging developers. This article gives an overview regarding hardware and potential of application in the producing sector. Simultaneously limitations of the state of the art are uncovered.
Maschinelles Oberflächenhämmern von Innenkonturen*/Machine hammer peening of internal contours
Authors: Groche P. Prof. , Sticht P.
Published: June 2021

Das maschinelle Oberflächenhämmern findet als effizienter Prozess zur Oberflächenbearbeitung immer mehr Anwendung in der Industrie. Der Einsatz der Technologie des Oberflächenhämmerns beschränkt sich derzeit jedoch auf leicht zugängliche Oberflächenbereiche im Werkzeug- und Formenbau sowie die Schweißnahtbehandlung. Mit der Entwicklung des nachfolgend vorgestellten Werkzeugsystems ist eine Ausdehnung des Einsatzgebietes hin zur Bearbeitung schwer zugänglicher Oberflächen möglich.

 

Machine hammer peening is more and more applied in the industrial environment. So far, the usage of machine hammer peening technology has been restricted to easily accessible surface regions in tool and mold making and in the treatment of seam welds. By designing a new tool concept, an expansion of the field of application towards difficult-to-access surface regions becomes achievable.
Bewertung von Messsystemen für den Leichtbau*/Evaluation of measurement systems for lightweight components - Investigations on various measurement systems for fibre reinforced plastics
Authors: Berger D. , Zaiß M. , Krämer A. , Häfner B. , Lanza G. Prof.
Published: June 2021

Durch die vielfältigen Anwendungsgebiete der faserverstärkten Kunststoffe entstehen individuelle Anforderungen an die Qualität der gefertigten Bauteile. Diese kann durch unterschiedliche Prüfverfahren unter Laborbedingungen bereits zuverlässig charakterisiert werden. Die Herausforderung für die Industrie besteht darin, diese Mess- und Prüftechniken in die Serienfertigung inline zu integrieren, um sowohl die Ausschussraten als auch die Wertschöpfung in der Fertigung optimieren zu können.

 

The diversity of applications using Fibre Reinforced Plastics demands the detection of individual characteristics on manufactured parts by different methods of quality control. These methods offer a high reliability under laboratory conditions, but need to be adapted for the industrial use. Therefore, this article deals with the inline integration of these methods in serial production in order to reduce scrap and to maximise the added value of the process chain itself.
Werkzeugverlagerung beim Reiben*/Measuring the tool deviation during reaming with sensoric tools
Authors: Abele E. Prof. , Bretz A.
Published: June 2021

Im Prozess auftretende Unsicherheit hat beim Reiben einen großen Einfluss auf die erreichbare Bohrungsqualität. Abweichungen von der idealen Kreisform und Zylindrizität entstehen durch Verlagerungen des Reibkopfes. Dieser Fachbeitrag führt die Entwicklung sensorischer Werkzeuge sowie einer Telemetrieeinheit zur Datenübertragung aus, mit welcher im Prozess auftretende Störungen erkannt werden sollen.

 

Occurring uncertainty has a huge impact on the bore quality during reaming. Deviation from ideal circularity and cylindricity are caused by displacements of the reaming head. This paper describes the development of sensoric tools as well as a telemetry for the measurement of occurring disturbances.
Innovative Prozesskette zur UHC-Bauteilfertigung/Innovative process chain for manufacturing ultra-high-carbon component - High performance manufacturing process for an economical serial production of lightweight steel
Authors: Weidle A. , Lippmann P. , Akkaya A.
Published: June 2021

Der Einsatz dichtereduzierter Leichtbau-Stahlwerkstoffe in bewegten Motorenkomponenten, wie Pleuel oder Kolbenbolzen, können zu einer signifikanten CO2-Einsparung beitragen. Dennoch fehlen innovative Fertigungsverfahren für eine wirtschaftliche Bauteilfertigung von hochfesten übereutektoiden Stählen. Mithilfe spezieller Herstellungsrouten kann der Werkstoff zielgerichtet für die Umformung und anschließende Zerspanung eingestellt werden. Angepasste Werkzeuge führen zur deutlichen Steigerung der Produktivität.

 

The use of density-reduced lightweight steel in moving engine components, like connecting rods or piston pins, could lead to a significant carbon dioxide reduction. Nevertheless innovative manufacturing technologies for the economical component production of high-strength hypereutectoid steels are not provided. With special production routes this material could purposively settle in the forming and cutting. Optimised cutting tool-systems induce to an extensive increase in productivity.
Gleitreibung der tribologischen Paarung CFK – Werkzeugschneidenoberfläche*/Sliding friction of the tribological pair of CFRP / tool cutting surface
Authors: Stehle T. , Azarhoushang B. Prof. , Becker D. , Eisseler R.
Published: June 2021

Die Reibungsbedingungen bei der Zerspanung von verstärkten Faserverbundkunststoffen werden durch die Oberflächengestalt der Werkzeugschneide beeinflusst. In dieser Studie wurde CFK-UD (unidirektional carbonfaserverstärkter Kunststoff) im Streifenziehversuch mit geschliffenen und gestrahlten Testwerkzeugen bei 5 MPa Flächenpressung untersucht. Die Oberflächen der Testwerkzeuge sind durch bestimmte Rauheits- und Funktionsparameter charakterisiert, die sich auf die Gleitreibung der tribologischen Paarung CFK – Werkzeugschneide auswirken.

 

The friction conditions when cutting fiber-reinforced polymers are significantly influenced by the shape of the tool cutting surface. Hence, different strip drawing tests were carried out at a 5 MPa surface pressure to investigate the behavior of unidirectional CFRP with different test tool surface preparations. The tool surfaces were ground and blasted. The created surface topographies are characterized by particular parameters of roughness and function which affect the sliding friction of the CFRP / tool pair.
Temperaturanalyse beim Trennschleifen von CFK*/Temperature analysis during the cut-off grinding of CFRP
Authors: Babenko Y. , Schneider M. , Gebhardt A.
Published: June 2021

In der vorliegenden Arbeit wird eine empirische Untersuchung zum trockenen Trennschleifen von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) vorgestellt. Im Mittelpunkt steht das Ermitteln der Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und der Wärmeentstehung sowie resultierenden Temperaturen in der Schleifzone. Darüber hinaus wurde der Verschleiß der Trennschleifscheiben ausgewertet und die Bearbeitungsqualität untersucht.

 

The presented investigations discuss the dependencies of process parameters and heat generation in the dry cutting process of CFRP. For the cutting process, diamond-tipped grinding wheels are used. For further evaluation additionally the wear of the cutting abrasive and the cutting quality on the workpiece were determined.
Finite-Elemente-Modell für die Drapiersimulation*/A finite element model for draping simulation
Authors: Bracht U. Prof. , Jiao Y.
Published: June 2021

Da Bauteile aus carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) im Verhältnis zum Gewicht ausgezeichnete Materialeigenschaften besitzen, werden in der Automobilindustrie Möglichkeiten für eine effiziente Massenproduktion von Bauteilen aus CFK gesucht. Der Einsatz der numerischen Simulation, um das mechanische Verhalten von CFK zu berechnen, ist besonders anspruchsvoll. Diese Arbeit stellt ein Finite-Elemente-Modell zur Simulation des Drapierprozesses für CFK-Bauteile vor. Die Validierung des Modells erfolgt über einen Vergleich von Versuchs- und Simulationsergebnissen.

 

Since components made of carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP) have outstanding material properties, the automobile industry is dedicated to searching an efficient way of mass production for CFRP components. The use of numerical simulation for calculating the mechanical behavior of CFRP material is highly demanding. In this work, a finite element model for simulating the draping process for CFRP components is introduced. The model is validated by comparing experiment and simulation results.
Industrie 4.0-CheckUp
Authors: Häberer S. , Kujath M. , Flechtner E.
Published: June 2021

Die Bedeutung der Digitalisierung bei Produktions- und Dienstleistungsprozessen nimmt rasant zu. Unsicherheiten über die tatsächlich zu erwartenden Potentiale sowie die strukturellen Auswirkungen auf die Wertschöpfungsketten hemmen jedoch gegenwärtig die Umsetzung von Industrie 4.0 im Mittelstand. Mit einem „Industrie 4.0-CheckUp“ lassen sich die ersten Hürden auf dem Weg zur „Fabrik der Zukunft“ unkompliziert überwinden.
Miniaturisierte Schneidmaschine*/Miniaturized shear cutting machine - A new method for producing small stampings in the resonant mode
Authors: Behrens B. Prof. , Krimm R. , Altan L. , Hasselbusch T. , Ortmaier T. Prof. , Dagen M. , Ahrens M.
Published: June 2021

Die Herstellung kleiner Bauteile mit Abmaßen von wenigen Millimetern erfolgt auf Schnellläuferpressen, deren Antriebskinematik gegenüber Exzenterpressen modifiziert ist, sich jedoch nicht in ihren Abmaßen von diesen unterscheiden. In einem aktuellen Forschungsvorhaben wurde eine miniaturisierte Schneidmaschine entwickelt, um das Missverhältnis von Maschinen- und Bauteilgröße sowie die daraus resultierenden technischen und wirtschaftlichen Nachteile zu reduzieren.

 

The production of components with dimensions of up to a few millimeters takes place on high-speed presses. The drive kinematics of these presses is modified from eccentric presses, but they do not differ in their dimensions. In a current research project, a miniaturized shear cutting machine was developed to reduce the disproportion of machine size and component size and the resulting technical and economic disadvantages.
Integrierte Produktions- und Energiesystemplanung*/Integrated production and energy system planning
Authors: Burggräf P. , Dannapfel M. , Utsch J, , Uelpenich J. , Kasalo M
Published: June 2021

In der Produktionstechnik bestehen hohe Potenziale, um den Energieverbrauch zu senken und die Energieeffizienz zu steigern. Eine integrierte Planung von Produktions- und Energiesystem verspricht die Erreichung dieser Optimierungspotenziale. Der Beitrag beschreibt eine Methodik, welche eine Einteilung der Beziehungsintensitäten zwischen den beiden Planungsbereichen ermöglicht. Daraus ergibt sich die Grundlage für die Schnittstellenanalyse zwischen der Planung auf Informations- und Parameterebene.

 

At present, there is still high potential to reduce energy consumption and to increase energy efficiency. An integrated planning of production and energy systems promises to rise these optimization potentials. This paper describes a methodology that allows a classification of the relationship intensities between planning activities of production and energy system planning. This provides the basis for an interface analysis between the planning activities on an information and parameter level.
Nachhaltigkeit bestehender Fabriken messen*/Sustainability of existing factories
Authors: Dombrowski U. Prof. , Ernst S. , Renwrantz F.
Published: June 2021

Die Fabrik nimmt eine wichtige Rolle bei der Nachhaltigkeit produzierender Unternehmen ein. Um diese auch zertifizieren zu können, wurden mit DGNB, LEED und BREEAM Verfahren entwickelt, die eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung der Planung und des Baus von Gebäuden erlauben. Bei diesen Methoden ist die Nachweisführung allerdings besonders aufwendig. Der Fachbeitrag stellt die Entwicklung eines „Quick-Checks“ zur Nachhaltigkeitsbewertung vor, der an die Verfahren der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) angelehnt ist, jedoch deutlich schneller Ergebnisse liefert.

 

Factories are important for sustainability of manufacturing companies. In order to be certified DGNB, LEED and BREEAM have developed procedures that enable a comprehensive sustainability assessment of the planning and construction of buildings. The certifications are very complex and time consuming. This article presents the development of a quick-check for sustainability, which is based on the DGNB and provides result in short-term.
Smart Factory – Die Planung der intelligenten Fabrik/Smart Factory - How to design a factory with future
Authors: Schönheit M. , Kuhnert T.
Published: June 2021

Industrie 4.0 ist längst kein Schlagwort mehr. Es steht eine technische Revolution bevor, welche die Arbeitsbereiche grundlegend verändern wird. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, wie Industriebauten zu planen sind, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Der Fachartikel entwirft den Rahmen für die Implementierung einer „intelligenten Fabrik“ und stellt dabei Instrumente sowie Maßnahmen eines erfahrenen Fabrikplaners vor. Eine besondere Rolle spielt der Mensch, der als gestaltende Größe im Zentrum der Prozesslandkarte steht und durch Anwendungen im Umfeld von Industrie 4.0 in seiner Rolle unterstützt wird.

 

Industry 4.0 is not just a buzzword anymore. We’re at the beginning of a new technical revolution which will transform our working areas completely. Against this background it’s important to discuss how to plan industrial buildings so that they remain competitive. The article helps to define the framework for implementing a Smart Factory by presenting suitable instruments and measures. Besides, the employee will play an important role being in the center of the processes and supported by applications in the surrounding of Industry 4.0.
Die Wertstrommethode in der Prozessindustrie*/The Value Stream Method in the process industry - Analysis of its shortcomings and recommendations for adaption
Authors: Erlach K. , Sheehan E. , Hartleif S.
Published: June 2021

In der Stückgutindustrie lassen sich die acht Gestaltungsrichtlinien der Wertstrommethode nach Erlach hervorragend anwenden. In der Prozessindustrie weist die Produktion jedoch häufig andere Merkmale (beispielsweise eine Kuppelproduktion) auf, die neue Herausforderungen an die Wertstrommethode stellen. Aufbauend auf den acht Gestaltungsrichtlinien des Wertstromdesigns werden in diesem Fachbeitrag Handlungsempfehlungen für die Anwendung der Wertstrommethode in der Prozessindustrie diskutiert.

 

The eight design guidelines of Erlach‘s Value Stream Design Method work well in streamlining operations in the piece-good industry. In the process and chemical industries, however, production systems exhibit different characteristics, like joint production, that present challenges for the eight step value stream design method. Building on the eight design guidelines, this article discusses the deficits of this method in the process industries and gives recommendations for its adaptatio.
Automatisierung der Betriebsmittelgestaltung*/Automation of production equipment design - Additively manufactured elements and a construction kit approach as enabler for automated design processes
Authors: Kampker A. Prof. , Kreisköther K. , Wagner J. , Förstmann R.
Published: June 2021

Kurze Produktlebenszyklen und damit notwendigerweise beschleunigte Produktentstehungsprozesse erzeugen auch auf die Betriebsmittelplanung erheblichen Zeitdruck. Das in diesem Artikel präsentierte Konzept „Rapid Fixture“ zielt darauf ab, die Bereitstellung von Betriebsmitteln – beispielsweise Montagevorrichtungen – durch automatisierte Gestaltungsprozesse zu beschleunigen. Als grundlegende Befähiger dienen dafür additiv hergestellte Elemente, ein Baukastensystem und ein Steckprinzip.

 

Short product life cycles lead to accelerated product development processes and also put pressure on the design of machinery equipment and fixtures. The “Rapid Fixture” concept, which is described in this article, aims to accelerate those downstream processes by an automated design approach. Basic enablers in this concept are additive manufacturing technologies for special elements, a modular construction kit for production equipment and a plug and play concept.
Energieeffizienz beim Spanen/Energy efficiency at machining - Investigations about the influence of minimun quantity lubrication (MQL) at final cutting
Authors: Simon S. Prof. , Wichmann S. , Brill A.
Published: June 2021

Von der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) sind in Zusammenarbeit mit der TU Liberec Untersuchungen zur Verbesserung der Energieeffizienz an spanenden Werkzeugmaschinen durchgeführt worden. Im Gegensatz zu bereits durchgeführten Untersuchungen wurde der Fokus hier auf das Belastungsverhalten im Teillastbereich gerichtet. Die durchgeführten Untersuchungen beschränkten sich auf das Längsdrehen mit geringen Schnitttiefen. Als Werkstoffe kamen ein Baustahl und ein Vergütungsstahl zum Einsatz. Durch die Bestimmung der Leerlaufleistung der verwendeten Drehmaschine waren tatsächliche Aussagen über die Schnittleistung möglich. Für das Ermitteln des Wirkungsgrades wurden auch die Schnittleistungen bei verschiedenen Drehzahlen aufgenommen. Alle weiteren Spanungsbedingungen blieben für die Untersuchungen konstant. Im Ergebnis der Untersuchung bestätigte sich das Potenzial der Minimalmengenschmierung. Der Wirkungsgrad verbesserte sich durchschnittlich um 5 %. Beachtenswert ist der Einfluss des Einstellwinkels. Hier liegt das Optimierungspotenzial der Energieeffizienz in Summe bei 14 %. Die Untersuchungen ergaben weiterhin eine hohe Korrelation von Spanungsbedingungen, Werkstückwerkstoff und verwendetem Schmiermittel.

 

The Brandenburg University of Technology has carried out investigations in cooperation with the technical University of Liberec to improve the energy efficiency of cutting machine tools. In contrast to investigations already carried out, the focus here was on the loading behavior in the partial load range. The investigations carried out were limited to longitudinal turning with low cutting depths. A structural steel and a tempering steel were used as materials. By determining the no-load power of the used lathe, actual statements about the cutting performance were possible. For the determination of the efficiency, the cutting performance was recorded at different speeds. All further stress conditions remained constant for the investigations. As a result of the investigation, the potential of minimum quantity lubrication was confirmed. The efficiency improved by an average of 5 %. The influence of the angle of setting was remarkable. The optimization potential of energy efficiency was at 14 %. The investigations also revealed a high correlation between stress conditions, workpiece material and lubricant used.
Effiziente Ermittlung von Stabilitätsgrenzen*/Detection of stability boundaries during milling
Authors: Brecher C. Prof. , Chavan P. , Epple A.
Published: June 2021

Um Stabilitätskarten für Fräsprozesse effizient zu erstellen, bietet sich eine kontinuierliche Variation der Drehzahl an. Jedoch kann die permanente Änderung der Drehzahl zu einer Verfälschung der tatsächlichen Stabilitätsgrenzen führen. Dieser Fachbeitrag analysiert den Einfluss der Spindeldrehzahlvariation auf die Stabilitätsgrenzen bei Fräsversuchen mit verschiedenen Drehzahlbeschleunigungen. Für das Erkennen der Stabilitätsübergänge wird eine Rattererkennungssoftware eingesetzt.

 

Milling with varying spindle speed allows an efficient determination of instabilities. However, spindle speed variation may also influence the actual stability boundary with constant spindle speed. This paper analyzes the influence of spindle speed variation on the stability limits by evaluating milling trials at different spindle accelerations. For the detection of instability and stability during cutting trials, a time-domain chatter detection software was enhanced, validated and implemented.
Exoskelettbasierte Arbeitsplatzgestaltung*/Exoskeletons as digital resource - Workplace simulation and optimization through integrated intelligent exoskeletons
Authors: Constantinescu C. Prof. , Todorovic O. , Bauer W. Prof.
Published: June 2021

Der Einsatz von Exoskeletten in der Industrie ist eine innovative Idee, um die Beschäftigung in der manuellen Materialhandhabung von schweren Teilen zu sichern, sie zu erleichtern und die Sicherheit am Arbeitsplatz zu erhöhen. Dieser Fachbeitrag konzentriert sich auf die Modellierungsmethodik, um digitale Menschmodelle mit digitalen Exoskeletten zu koppeln. Vor dem Einsatz eines Exoskeletts in der Industrie wird zunächst der Ist-Zustand und darauf aufbauend der Soll-Zustand simuliert.

 

The employment of the exoskeleton in factories represents an innovative idea for handling problems such as decreasing employment rate, manual handling of heavy parts and safety and security at the workplace. This paper mainly focuses on a modelling methodology for coupling the active and passive exoskeleton on standard digital humanoid. Before employing an exoskeleton into the plant, simulations of the current situation and of the target situation need to be performed.
Kostenmodell für das Laserstrahlschmelzen*/Cost modell for laser beam melting - Determination and analysis of cost and performance characteristics for additive manufacturing
Authors: Schleifenbaum J. Prof. , Pichler T. , Hoppe B.
Published: June 2021

Der Fachartikel stellt ein Modell zur Berechnung von Kosten- und Leistungskennwerten für Anlagen für das Laserstrahlschmelzen vor. Die Besonderheiten des Modells liegen dabei in der realitätsnahen Berücksichtigung anwendungsspezifischer Bauteilgeometrien sowie Prozessführungsstrategien von Anlagentechnik und Betriebsbedingungen. Mit Beispielen wird der Einfluss dieser Eingangsgrößen aufgezeigt und die Bedeutung einer möglichst genauen Modellierung herausgestellt.

 

In this paper, a model for the calculation of cost and performance characteristics for laser beam melting systems is presented. The specific features of the model are the realistic consideration of application-specific component geometries, processing strategies, machines and operating conditions. The influence of these input variables is demonstrated by means of examples.
Einsatz von CFK-Fräspartikeln als Füllstoff*/Application of CFRP milling particles as filler - Examinations on the material behavior of fiber-reinforced injection molded parts
Authors: Uhlmann E. Prof. , Meier P.
Published: June 2021

Der globale Bedarf an faserverstärkten Kunststoffen (CFK) wächst aufgrund seiner herausragenden Eigenschaften gegenüber konventionellen Leichtbauwerkstoffen in der Automobil- sowie Luft- und Raumfahrtbranche stetig an. Für deren Endbearbeitung kommen überwiegend Fräsprozesse zum Einsatz, welche Verschnitt in Form von Faserbündeln im Mikrobereich erzeugen. Ein vielversprechender Ansatz die Ressourceneffizienz zu erhöhen, ist der Einsatz der Fräspartikel als Füllmaterial in Thermoplasten.

 

Due to the outstanding material properties of fiber reinforced plastics towards conventional lightweight materials, its global demand in the automotive and the aeronautical sector is growing steadily. For the machining of final contours, milling processes are mainly utilized, which create chips in form of fiber bundles in the micro range. A promising approach to increase the resource efficiency is the use of the milling particles as filler material in thermoplastic materials.
Herstellerneutrale Programmierung von Robotern*/Manufacturer-independent programming of robots - A software architecture concept for controlling and programming heterogeneous robotic systems
Authors: Magaña A. , Reinhart G. Prof.
Published: June 2021

Industrieroboter sind zu einer Schlüsseltechnologie in der Produktion geworden. Mit dem steigenden Einsatz von diversen Robotersystemen wächst das Bedürfnis, deren Kompatibilität zu steigern. Heutzutage gibt es keine Technologie in der Industrie, die eine standardisierte Programmierung und Steuerung von verschiedenen Robotersystemen gewährleisten kann. Dieser Fachbeitrag präsentiert ein einheitliches Konzept, welches die Anwendung von herstellerneutralen Roboterapplikationen ermöglicht.

 

Industrial robots have become a key technology in production. The increasing use of various robotic systems, raises the need to enhance their compatibilit.y Nowadays, there is no technology in the industry to guarantee a standardized programming and control of different robot systems. This article presents a concept enabling the use of manufacturer-independent robot applications.
Erweiterung von Grenzen der Stegblechumformung*/Extension of limits of stringer sheet forming
Authors: Groche P. Prof. , Köhler S. , Husmann H. , Kurpiers C.
Published: June 2021

Stegbleche sind flächige Bauteile, die senkrecht zur Grundblechebene Versteifungsrippen aufweisen. Die Herstellung von räumlich gekrümmten Stegblechen findet durch Blechverzweigung im ebenen Zustand und anschließender Umformung in die Zielgeometrie statt. Beim Umformprozess ergeben sich neue Prozessgrenzen wie Risse oder Beulen an den Stegen. Dieser Fachbeitrag zeigt, wie wärmebehandelte, höhenveränderliche, vorgespannte oder im Prozess unterstützte Stege diese Grenzen um bis zu 200 % erweitern.

 

Stringer sheets are flat sheet metal parts, which have stiffening ribs vertical to the base plane. The production of spatially curved stringer sheets takes place in a process chain of sheet metal bifurcation in the flat state and a subsequent forming process. During this forming process, new process limits such as cracks and wrinkling occur due to the stringers. This article presents how heat-treated, height-adjusted, pre-stressed or supported stringers exceed these limits by up to 200 %.
Industrie 4.0, Leichtbau und neue Prozessentwicklungen in der Umformtechnik
Authors: Liewald M. Prof.
Published: June 2021

Lösungen für Industrie 4.0-Konzepte in der Umformtechnik, Leichtbau und neue Prozessentwicklungen sind nur einige Themen, mit denen sich die Institute der Umformtechnik in Deutschland derzeit beschäftigen. Die Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit, Initiativen zur rascheren Markteinführung, verkürzte Prozessketten und Mehrwert etwa durch eine höhere Funktionsintegration sind wesentliche Schwerpunkte in Forschungsanträgen und anwendungsorientierten Entwicklungen. Langfristig steht der Blech- und Massivumformtechnik die Aufgabe bevor, intensiv und konsequent an der eigenen Herstellkostensituation und an der Fähigkeit zur systemischen Konzeption von Bauteilen für hochintegrierte Baugruppen zu arbeiten.
Tiefziehen mit reversierenden Hüben*/Deep drawing with reversing strokes - Impact on wrinkling in deep drawing with a servo-electric press
Authors: Nick M. , Shirobokov A. , Trauth D. , Mattfeld P. , Klocke F. Prof.
Published: June 2021

Servoelektrische Pressen erlauben das Tiefziehen mit reversierenden Hubverläufen und damit die Erweiterung des Prozessfensters. Die Einflüsse der Prozessparameter Stichanzahl, Stößelgeschwindigkeit bei Vorwärts- und Rückwärtsbewegung sowie Amplitude der Rückwärtsbewegung auf die Faltenbildung beim Tiefziehen von Näpfen werden untersucht. Die Faltenbildung wird durch eine Messung des Napfdurchmessers quantifiziert. Als Einflussfaktoren auf die Faltenbildung werden die Stichanzahl sowie die Stößelgeschwindigkeit in der Vorwärtsbewegung identifiziert.

 

Servo-electric presses enable deep drawing with reversing strokes. This may allow expanding the process window. It is investigated how the process parameters of number of strokes, ram velocity in forward and backward movement, and amplitude of backward movement influence wrinkling in deep drawing of cups. Wrinkling is quantified by measuring the cup diameter. The number of strokes and the ram velocity in forward movement are identified as influencing factors in wrinkling.