bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Gestensteuerung als intuitives Bedienkonzept/Gesture control as an intuitive way of planning - Increasing the communication between shopfloor and planning
Authors: Fleischmann A.-C. , Brosch P. , Brunkow P. , Jelich F.
Published: June 2021

In Zeiten der Globalisierung sowie kürzer werdender Produktlebenszyklen mit zunehmender Dynamik sehen sich Automobilhersteller immer mehr dem Druck ausgesetzt, schnelle Anpassungen und Änderungen in sämtlichen Planungsphasen umzusetzen [1]. Infolgedessen entstehen hochkomplexe, teilweise unübersichtliche Planungssysteme, die lediglich von Experten bedienbar sind. Das erschwert eine Zusammenarbeit zwischen Planung und Mitarbeitern des Shopfloor; Änderungen nach dem Produktionsstart (SOP) werden nur in seltenen Fällen an die Planung zurückgespielt. Der Fachbeitrag beschreibt ein intuitives Bedienkonzept, um bei dieser Kommunikationshemmschwelle Abhilfe zu schaffen. Dabei wurde insbesondere der Einsatz von Consumertechnik im industriellen Umfeld überprüft. Potentiale für zukünftige Entwicklungen werden aufgezeigt.

 

In the wake of globalization and shorter product life cycles, automobile companies are forced to adapt more quickly to challenges and to allow changes in early planning phases. To cope with these requirements, the manufacturers introduced highly complex and partially confusing planning systems, which can only be operated by experienced experts, thus making communication between shopfloor and planning more difficult. Changes occurring after start of production (SOP) are only returned to the planning department to some extent. To overcome existing barriers to communication, intuitive operating options, mainly from consumer technology, shall be examined.
Kompetenzentwicklung in soziotechnischen Wertschöpfungssystemen*/Development of competence in socio-technical systems - Learning approaches integrated into value-added assembly operations
Authors: Lock C. , Dollinger C. , Reinhart G. , Abele E, , Metternich J. , Bauernhansl T.
Published: June 2021

Die schnellen wirtschaftlichen und technologischen Entwicklungen führen zu stetigen Veränderungen der beruflichen Qualifikationsanforderungen in der Produktion, sodass die Kompetenzentwicklung im dynamischen Produktionsumfeld weiter an Bedeutung gewinnt. Der Artikel beschreibt zwei Lernsituationen in Montageumgebungen mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad, wie sie im Rahmen eines gemeinschaftlichen Vorhabens des IFF (Institut für industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb, Universität Stuttgart), des iwb (Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, Technische Universität München) und des PTW (Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen, Technische Universität Darmstadt) betrachtet werden.

 

With a view to the rapid economic and technological developments, occupational skill requirements in manufacturing are constantly changing, calling for a greater focus on competency development in a dynamic production environment. This article describes two learning situations in assembly areas with different levels of automation, as examined in the context of a project at the IFF (University of Stuttgart), the iwb (TU Munich) and the PTW (TU Darmstadt).
Intelligente Werkstattfertigung*/Intelligent job shop manufacturing - Control mechanisms for job shop manufacturing of series products using the German “Industrie 4.0” approach
Authors: Uhlmann E. , Schallock B. , Otto F.
Published: June 2021

Die „intelligente selbstorganisierende Werkstattproduktion“ (iWePro) folgt dem Konzept einer dezentralisierten Produktionssteuerung. Erstmalig wird die Anwendung der Selbstorganisation auf die Serienproduktion von Automobilkomponenten untersucht, die momentan nach Lean-Prinzipien für große Stückzahlen verkettet aufgebaut ist. Zukünftig soll mit dem Werkstattprinzip schwankenden Auslastungen entgegengewirkt werden. Die Fertigungssteuerung für die dadurch wahlfrei zugreifbaren Produktionsmaschinen lässt sich konventionell kaum, wohl aber mit Zukunftskonzepten und Industrie 4.0-Technologien umsetzen.

 

“Intelligent self-organizing shop floor production” (iWePro) uses the concept of decentralized production control solutions. For the first time, a concept of self-organization is applied to the production of car components, which are currently a moving line according to traditional lean production large batch principles. In the future, the traditional shop floor structure of disconnected machines should guarantee a higher utilisation rate but needs innovative technology and control mechanisms for cyber-physical production systems (CPPS).
Einsatz von Zementbeton in Werkzeugmaschinen*/Usage of cement concrete in machine tools - Development of a resonance test bench for high-frequency fatigue tests
Authors: Brecher C. , Schmidt S. , Jasper D. , Neunzig C. , Schulleri R. , Fey M.
Published: June 2021

Zementgebundener Beton kommt vereinzelt, etwa in Maschinenbetten, als kostengünstige Alternative zu Eisenguss oder Mineralguss/Reaktionsharz zur Anwendung. Nicht zuletzt aufgrund mangelnder Grundlagenuntersuchungen am reinen Werkstoff hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften unter den im Werkzeugmaschinenbau auftretenden hochfrequenten Belastungen wird zementgebundener Beton aktuell kaum für dynamisch belastete Gestellbauteile eingesetzt. In diesem Fachartikel wird ein neuartiger Resonanz-Prüfstand vorgestellt, mit dem Betonprobekörper dynamischen Wechsellasten von ± 15 kN bei 200 Hz bis 500 Hz im Zug/Zug-, Zug/Druck- sowie Druck/Druck-Bereich ausgesetzt werden können. Mithilfe dieses Prüfstandes werden Dauerlauf-Versuche an verschiedenen Zementbeton-Mischungen durchgeführt, um deren Dauerfestigkeiten bei hochfrequenter Belastung zu untersuchen.

 

In the machine tool industry, cement concrete is occasionally used to substitute cast iron or reaction resin, for example in machine beds. Due to a lack of fundamental research into the mechanical material properties under high-frequency loads, as they commonly occur in machine tools, cement concrete is scarcely used in dynamically loaded structural components. In this paper, a novel resonance test bench is presented. This test bench enables to subject cement concrete test specimens to dynamic alternating loads of ± 15 kN at frequencies of 200 Hz – 500 Hz. The test specimens can be subjected to pure tension, pure compression, or alternating tension/compression loads. Using this test bench, multiple cement concrete mixtures will be investigated using endurance tests to determine fatigue strength characteristics under high-frequency loads.
Planung von Energieverbräuchen in der Produktion*/Planning of energy consumption on the shop floor
Authors: Rackow T. , Donhauser T. , Schuderer P. , Franke J.
Published: June 2021

Energiemanagementsysteme unterstützen den Prozess zur kontinuierlichen Verbesserung der energiebezogenen Leistung. Im fortwährenden Kreislauf aus Analyse, Planung und Controlling befindet sich insbesondere die Planung künftiger Energieverbräuche im Spannungsfeld der Alternativen zwischen erheblichem Aufwand einerseits oder mangelnder Aussagekraft andererseits. Der Fachbericht stellt verschiedene Ansätze zur Verbrauchsplanung vor und bewertet diese mit Blick auf ihre Praktikabilität.

 

Energy management systems support the process of continuous improvement of energy consumption. In the ongoing cycle of analysis, planning and control, especially the planning of future energy consumption is torn between two alternatives that either involve a considerable amount of effort or provide little informational value. The following article introduces various approaches of planning energy consumption and evaluates them in terms of practicability.
Die Qualität der Digitalen Fabrik messen*/Measuring the quality of the digital factory
Authors: Arnold R.
Published: June 2021

Die Digitale Fabrik wird unter anderem zur Bewältigung von Herausforderungen der Automobilindustrie sowie als Grundlage zukünftiger Themenschwerpunkte – wie Industrie 4.0 – immer relevanter. Aktuell besteht kaum eine Möglichkeit, die Qualität dieser digitalen Hilfsmittel objektiv zu bewerten. Der Fachbeitrag stellt eine Methodik vor, mit deren Hilfe Optimierungspotential identifiziert und die Auswirkungen bei Änderungen bezüglich der Digitalen Fabrik abgeschätzt werden können.

 

To meet the challenges within automotive industry and provide a basis for future topics, such as the fourth industrial revolution, the digital factory is getting more relevant. At the moment, however, the quality of these digital means cannot be objectively assessed. Therefore, the following paper introduces a novel approach not only for identifying potential for optimization but also for estimating the impacts when modifying the elements of the digital factory.
Mechanische Strukturierung für optisch transparente und leitfähige Schichten/Mechanical structuring of transparent and conductive layers - Simple method for the production of microstructures in coatings with nanomaterials
Authors: Sahakalkan S. , Ackermann T. , Nemec D. , Kolaric I. , Bauernhansl T.
Published: June 2021

Transparente leitfähige Beschichtungen haben in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Diese Schichten strukturiert zu drucken ist immer noch eine große Herausforderung. Eine Alternative ist ein subtraktives Verfahren, wobei die Strukturen mechanisch durch Abtragen erreicht werden. Die hier vorgestellte Methode zeigt ein kostengünstiges und einfaches mechanisches Verfahren für die Herstellung von Strukturgrößen bis zu 20 µm. Es können damit neue Anwendungen wie transparente Antennen oder Touch-Sensoren auf flexiblen Substraten hergestellt werden. Diese Methode ist für eine industriell automatisierte Produktion geeignet.

 

Transparent conductive coatings have sparked much interest in the past years. However the printing of structured layers is still a big challenge. An alternative is the subtractive method where the structures are produced through mechanical ablation. The suggested process is a cost efficient and simple method which is capable to build structure sizes down to 20 µm. With this method new applications like transparent antennas or touch sensors on flexible substrates are possible. This method can easily be integrated into industrial automated production.
Modellbasierte, energieoptimale Maschinensteuerung*/Model-based, energy-optimal production control - Reduction of energy consumption over multiple layers within the control hierarchy
Authors: Schlechtendahl J. , Braun S. , Schraml P. , Abele E. , Heisel U. , Verl A. , Lechler A.
Published: June 2021

Der Einfluss moderner Werkzeugmaschinen auf die Umwelt basiert größtenteils auf deren Energieverbrauch im Produktivbetrieb. Um diesen Energieverbrauch zu senken, bietet sich der Einsatz von modellbasierten Strategien an. Für die Nutzung dieser Strategien in Werkzeugmaschinensteuerungen müssen modellbasierte Optimierer und Steuerungsinformationen zur intelligenten Energieverbrauchssteuerung verknüpft werden. In diesem Fachbeitrag wird ein Ansatz für eine intelligente Energieverbrauchssteuerung vorgestellt sowie anhand von Prozess- und Komponentenoptimierern validiert. Teil 1 des Fachbeitrags ist erschienen in der wt-Ausgabe 5-2015 auf den Seiten 324–328.

 

Modern machine tools mainly affect the environment by their energy consumption during operational life. Model-based strategies could be used for decreasing the energy consumption of machine tools. To enable the use of these strategies in machine controls, model-based optimizers and control information need to be connected to an intelligent energy controller. This paper introduces an approach to an intelligent energy controller for machine tools, validated by process and component optimizers.
Beeinflussung des Wasserabrasivstrahls*/Influence of the abrasive waterjet
Authors: Uhlmann E. , Flögel K. , Dahlmann M.
Published: June 2021

Das Wasserabrasivstrahlschneiden ist ein für viele Materialien des Leichtbaus geeignetes trennendes Fertigungsverfahren. Die effektive Schneidleistung des Verfahrens ist mit der konstruktiven Gestaltung des Schneidkopfes eng verbunden. Unter Verwendung statistischer Versuchsplanungsmethoden wurden die Haupt- und Wechselwirkungen von konstruktiven Mischkammerparametern experimentell untersucht. Die Bewertung erfolgte unter anderem anhand der Rauheit der erzeugten Schnittflächen.

 

Abrasive waterjet cutting is a suitable manufacturing technology for many materials of light-weight design. The effective cutting performance of the technology is closely related to the structural design of the cutting head. Using the statistical experimental design methods, the main effects and interactions of design parameters of the mixing chamber were investigated. For the evaluation of the full factorial study, the roughness on the cutted surface was deter-mined and analysed.
Mikrozerspanung von rostfreiem Stahl mit PcBNoB*/Micro machining of stainless steel with binderless-cBN
Authors: Uhlmann E. , Oberschmidt D. , Polte J.
Published: June 2021

Zur Fertigung präziser Bauteile mit optischen Oberflächen unter höchster Anforderung an Maß- und Formtoleranz wird monokristalliner Diamant als Schneidstoff verwendet. Bei der Bearbeitung von Stahlwerkstoffen unterliegt der Diamant exzessivem Verschleiß. Eine Möglichkeit Verschleiß zu reduzieren ist die vibrationsunterstützte Bearbeitung, die bereits vielfach untersucht wurde. Ziel der dargestellten Untersuchungen ist es, durch Substitution des Schneidstoffes eine ultrapräzise Bearbeitung von Stahlwerkstoffen zu ermöglichen. Hierzu wurde das Verhalten von polykristallinem kubischem Bornitrid ohne Bindephase (PcBNoB) während der Zerspanung analysiert und bewertet.

 

Single crystal diamond are used as tools for manufacturing parts with optical surface quality while meeting highest demands on geometrical accuracy. While cutting ferrous materials, excessive tool wear occurs. Improvement of wear behavior could be achieved by vibration-assisted machining. This ongoing work aims at the direct cutting of hardened steel without any further equipment. The investigation shows the behavior of PcBNoB while cutting the hardened steel Stavax ESR.
Verschleißkompensation für Kugelgewindetriebe*/Wear compensation for ball screw drives - An innovative approach to compensate the loss of preload by means of shape memory alloys
Authors: Junker T. , Drossel W.-G. , Bucht A. , Navarro y de Sosa I.
Published: June 2021

Aufgrund des kontinuierlich wirkenden Verschleißes über die Lebensdauer wird die Genauigkeit der Vorschubachse reduziert. Eine notwendige Instandsetzung führt in den meisten Fällen zu einer verringerten Verfügbarkeit der Maschine. Der Fachaufsatz stellt eine neuartige Aktorik zum Erhöhen der Vorspannkraft von Kugelgewindetrieben vor. Durch die Funktionserweiterung steht dem Nutzer eine innovative, ressourceneffiziente Instandsetzungsmaßnahme zur Verfügung.

 

The accuracy of the feed axis is reduced due to continuous wear over lifetime. In most cases a necessary repair leads to a reduced availability of the machine. This scientific paper presents a novel actuator system to increase the preload of ball screw drives. By extending the functionality, the user has an innovative, resource-efficient repair scheme at his disposal.
Zeitskalen-Trennung und Simulation bei der Entwicklung hybrider Leistungsbündel/Time Scale Separation and Simulation for the development of hybrid Product Service Systems
Authors: Steckel T. , Nüßer W.
Published: June 2021

Bei der effizienten Entwicklung hybrider Leistungsbündel gilt es, existierende Entwicklungsprozesse in Unternehmen zu berücksichtigen. Es wird ein Vorgehensmodell beschrieben, das zur besseren Einbettung in bestehende Prozesse bekannte Modelle aus Maschinenbau und Software-Engineering integriert, den gesamten Lebenszyklus der Leistungsbündel abbildet und Simulationstechniken zur frühzeitigen Validierung von Anforderungen und Konzepten verwendet.

 

An efficient development of product service systems (PSS) has to account for already existing development processes in companies. Models for the development of PSS currently available can be adapted to better fit into company processes. We propose a process model which is in line with typical processes characteristics found in many engineering companies. It spans the whole lifecycle of PSS and makes use of concepts known from software product lines. Additionally, we integrate simulation technics to address the well-known requirement of early validation.
Stranggelegte Leichtbautragstrukturen aus FVK*/Strand laid FRP lightweight structures
Authors: Wanner M.-C. , Glück N. , Schumann M. , Schornstein B.
Published: June 2021

Mit verschiedenen Industriepartnern und dem Fraunhofer AGP wurde ein Fertigungsverfahren zur Herstellung von Stabtragwerken aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) entwickelt. Es erlaubt, beliebige Tragwerksstrukturen als ein integrales und besonders leichtes Bauteil direkt aus den Halbzeugen Roving und Matrixharz ressourceneffizient sowie kostengünstig herzustellen. Das Verfahren ist weitgehend automatisierbar. Zu den Produktbeispielen zählen unter anderem Masten, Brückenstrukturen und Rotorblätter von Windkraftanlagen.

 

Fraunhofer AGP has developed a process for manufacturing fibre-reinforced plastic (FRP) rod frameworks. The semi-finished products roving and resin are used to manufacture almost a random number of spatial structures as an integral and very lightweight component in a resource-efficient way at low cost. Large parts of the process can be automated. Product examples are masts, bridge structures and wind turbine blades.
Handhaben von Elektrodenfolien*/Handling of electrode foils
Authors: Aydemir M. , Bach G. , Schröder R. , Glodde A. , Seliger G.
Published: June 2021

Das Handhaben von Elektrodenfolien ist ein entscheidender Prozessschritt bei der Montage von Batteriezellen. Aktuelle Verfahren zum Handhaben sind durch getaktete Pick-und-Place-Operationen gekennzeichnet. Ihre Produktivität ist dabei vom Bewegungsablauf mit den erforderlichen Rück- und Zustellbewegungen begrenzt. Vorgestellt wird das Konzept einer Bewegungseinrichtung für eine durchsatzgesteigerte Handhabung ohne Rück- und Zustellbewegungen sowie durch eine kontinuierliche Bewegung.

 

The handling of electrodes is an essential process step in the assembling of lithium-ion battery cells. Current methods for handling are characterized through pick-and-place operations. Their productivity is limited through the necessary setting and resetting movements. A concept of an apparatus for the handling of electrodes is introduced. Without setting and resetting movements as well as a continuous process flow, the productivity for handling electrodes can be significantly increased.
Flexibilität in der Mikrospanntechnik*/Flexibility in the micro clamp technique – Study of the flexibility of micro clamping technologies with regard to various workpiece and manufacturing process parameters
Authors: Pasternak S. , Stehle T. , Heisel U.
Published: June 2021

In den vorherigen Fachartikeln zum Thema Mikrospannsysteme wurden experimentelle Untersuchungen an fünf Mikrospannverfahren – darunter das Spannen mit Eis, Wachs, Klebstoff, Vakuum und Spannbacken – hinsichtlich der mit ihnen erreichbaren Haltekräfte, Spannzeiten und Spannsteifigkeiten beschrieben. Der vorliegende 4. Fachbeitrag bezieht sich auf die Analyse der Flexibilität der erwähnten Spannverfahren hinsichtlich verschiedener Mikro- und Makrogeometrien sowie Werkstückwerkstoffe, eingesetzter Fertigungs-, Kühlschmierungs- und Positionierungsverfahren sowie der Bearbeitungsfreiheit und Automatisierbarkeit.

 

The previous articles about micro clamping systems described experimental studies of five micro clamping technologies including freeze, wax, glue, vacuum and vice clamping in terms of attainable holding forces, clamping time and static stiffness. In this article, the flexibility of these clamping technologies regarding various micro and macro geometry of the workpiece, its material, used manufacturing, cooling and positioning techniques as well as the freedom when processing and the capability for automation is analyzed.
Vermeidung von Stößelversatz mit Elektromagneten*/Avoid Horizontal Ram Displacement
Authors: Behrens B.-A. , Krimm R. , Demke T. M. , Gröne M.
Published: June 2021

Die Umformung asymmetrischer Bauteile führt zu der Einleitung von horizontalen Prozesskräften auf den Pressenstößel. Unerwünschte Effekte sind die Verlagerung des Stößels und damit einhergehend eine verminderte Fertigungsqualität. Mithilfe eines elektromagnetischen Systems soll die Verlagerung vermieden werden. Im Fachartikel werden der Aufbau und ein Konzept zur Integration dieses Systems in eine Umformmaschine präsentiert.

 

Forming asymmetric parts leads to horizontal process forces applied to the ram of a forming machine. These forces entail horizontal ram displacement and influence the quality of the produced parts negatively. By application of horizontal counterforces to the ram, the displacement could be avoided and the process stability be improved. This paper presents the design and a concept to integrate such a system into a forming machine.
Bestimmung der Zuschnittslänge beim Walzprofilieren von Kaltprofilen*/Calculation of initial sheet width in roll forming
Authors: Groche P. , Traub T. , Dridi H. , Falcon L. A.
Published: June 2021

Ein wesentlicher Schritt in der Produktionsplanung von walzprofilierten Kaltprofilen besteht in dem Ermitteln der Breite des benötigten Coils. Im Stand der Technik lassen sich hierzu zahlreiche Methoden finden, die sich in ihren Prognosen jedoch widersprechen und somit keine zuverlässige Bestimmung der abgewickelten Länge erlauben. Diese Arbeit zeigt einen Weg auf, wie durch experimentelle Versuche eine verbesserte Methode zum Bestimmen der abgewickelten Länge abgeleitet werden kann.

 

Determining the dimension of the initial blank sheet is a crucial step in planning roll forming processes. The state of the art provides numerous calculation methods for this, leading to different results and thus preventing the reliable determination of the unfolded length. This paper presents an approach for developing an improved calculation model for determining the initial sheet width by experimental analysis.
Semi-solid Formgebung von AMC-Werkstoffen*/Semi-solid forming of AMC materials - Potential of a new process flow for high performance components
Authors: Seyboldt C. , Schubert T. , Gerlach O. , Liewald M. , Weißgärber T. , Lechler A.
Published: June 2021

Hinsichtlich der Verarbeitung von partikelverstärkten Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen (AMC) zu komplexen Bauteilen mit hoher Endkonturnähe, Maßhaltigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften bietet die Formgebung im teilflüssigen Zustand aussichtsreiche Perspektiven. In diesem Zusammenhang beschreibt der Fachbeitrag eine neuentwickelte Prozessroute zur Herstellung von Hochleistungskomponenten aus solchen AMC-Werkstoffen und zeigt deren Potentiale auf.

 

With regard to the processing of particle-reinforced aluminum matrix composites (AMC) into complex parts with net-shape quality, high dimensional accuracy and favorable mechanical properties, the semi-solid forming technology provides good perspectives. In this context, this article deals with a new process flow for the production of high-performance components from such AMC materials and presents its potential.
Trockenscherschneiden von Verbundblechen*/Lubricant free shear cutting of polymer-metal composites - Important process parameters on the cutting surface geometries
Authors: Groche P. , Stein P. , Übelacker D. , Neumayer F. , Steinbach F.
Published: June 2021

Verbundbleche, bestehend aus Metall- und Polymerschichten, haben ein hohes Anwendungspotential. Je nach Schichtaufbau liegen die Vorteile im Bereich des Korrosionsschutzes, des Leichtbaus sowie der Geräuschdämmung. Um das Potential dieser Materialien zu nutzen, müssen die Parameter konventioneller Fertigungsverfahren angepasst werden. Der Fachbeitrag beschreibt den Einfluss wichtiger Parameter auf die Schnittgüte beim Scherschneiden.

 

Composite sheets, consisting of sheet metals and polymer layers, have high application potential. Depending on the used layers they can be used as corrosion protection, lightweight or sound insulation materials. To exploit the advantages of these materials the parameters of conventional manufacturing processes have to be adapted. In this publication the influence of important parameters on the shear cutting quality is explained.
Impulsentkopplung von Lineardirektantriebsachsen*/Pulse decoupling of linear direct drive axles – Practicable design of pulse decoupled linear direct drive axles
Authors: Müller J. , Junker T. , Pagel K. , Großmann K. , Drossel W.-G.
Published: June 2021

Die Impulsentkopplung ist ein Verfahren, das die Strukturanregung, welche aus der Reaktionskraftwirkung von Lineardirektantrieben resultiert, deutlich verringern kann. Trotz zahlreicher Forschungsarbeiten zur Impulsentkopplung konnte sie sich bisher nicht in der Praxis durchsetzen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat deshalb ein Forschungsprojekt gefördert, dessen Ziel die Entwicklung einer praxistauglichen konstruktiven Lösung für die Impulsentkopplung war. Im Fachartikel werden die erarbeiteten Lösungen und Ergebnisse dieses Projektes vorgestellt. Teil 1 des Berichts ist erschienen in: wt Werkstattstechnik online Jahrgang 103 (2013) Nr. 5, S. 370–376.

 

Pulse decoupling of linear direct drives is a method which enables a significant reduction of structural excitations caused by the reaction force. Although extensive research was carried out, the approach has not yet been established in industrial applications. The BMBF has therefore funded a research project which aims to develop a practical design solution for pulse decoupling. This article presents the solutions and results of this project. Part 1: wt Werkstattstechnik online Volume 103 (2013) No. 5, pp. 370–376.
Ultraschallüberlagertes Trennschleifen von Faserverbundwerkstoffen*/Ultrasound abrasive cutting of fiber composites - Survey on the potential and mode of action
Authors: Babenko Y. , Mayer T. , Gebhardt A.
Published: June 2021

Dieser Fachartikel befasst sich mit der Untersuchung des Potentials der Ultraschallüberlagerung beim Trennschleifen moderner Faserverbundwerkstoffe. Es wurde eine Zerspankraftanalyse des Trennschleifprozesses am CFK-Werkstück mit variierenden Prozessparametern durchgeführt. Zudem wurden die Oberflächenqualitäten der Schnittkanten betrachtet.

 

The presented study describes the investigation of the potential of ultrasound abrasive cutting of modern fiber composites. A force analysis of the abrasive cutting process of CFRP was conducted, while the process parameters were varied. In addition, the surface quality of the machined workpieces was observed.
Energieverbrauchssimulation von Werkzeugmaschinen*/Process-specific energetic simulation of machine tools
Authors: Braun S. , Schraml P. , Abele E.
Published: June 2021

Energie- und Ressourceneffizienz sind Qualitätsmerkmale, die auch für moderne Werkzeugmaschinen gelten. Der Energieverbrauch von Maschinen bis zu gesamten Fertigungsstandorten muss im Verhältnis zur erzielten Wertschöpfung deutlich gesenkt werden, um wettbewerbsfähig zu bleiben und unserer Verantwortung gegenüber der Umwelt zu entsprechen. Dieser Beitrag präsentiert anhand eines Fräsprozesses ein modellgestütztes Simulations- und Prognosesystem des Energieverbrauchs von kompletten Bearbeitungsoperationen auf einer Werkzeugmaschine als Basis energetischer Optimierungen.

 

Resource efficiency and energy consumption are critical quality attributes of modern machine tools. The energy consumption of machine tools, plants and facilities must be significantly reduced relative to the value added in order to stay competitive and fulfil our responsibility towards the environment. This article presents a model-based simulation and prediction system of the expected energy consumption of machine tools executing a given process NC-program as a basis for energetic optimization measures. It is exemplified by milling operations.
Untersuchungen zum Käfigrasseln bei Spindellagern*/Cage rattling analysis in spindle ball bearings
Authors: Abele E. , Holland L. , Burbach J.-N.
Published: June 2021

Instabile Käfigbewegungen wie das bekannte „Käfigrasseln“ können sich auf das Wälzlagerverhalten negativ auswirken. Die Analyse des Käfigrasselns ist daher essentiell, um das Phänomen besser verstehen und schließlich Maßnahmen ableiten zu können sowie instabile Bewegungszustände zu vermeiden. Dieser Beitrag stellt Schwingungsanalysen zur Untersuchung des Käfigrasselns vor.

 

Unstable cage movements, e.g. cage rattling, may have negative effects on bearing behavior. Analysis of cage rattling is essential to understand the phenomenon and to give recommendations for preventing unstable movements. This paper presents methods for vibration analysis in order to investigate cage rattling.
Bewertung von Ultraeffizienzmaßnahmen*/Assessment of ultra-efficient measures - Scalable, holistic approach for assessing ultra-efficient measures in production processes
Authors: Kuhlmann T. , Mandel J. , Sauer A.
Published: June 2021

Die Ultraeffizienzfabrik zielt auf die stetige, gleichzeitige Optimierung von Energie, Material, Emissionen und dem menschlichen Arbeitsumfeld. Dabei rücken neben den Kosten verstärkt Nachhaltigkeitsziele in den Fokus, die sich mit heutigen Bewertungsmethoden nicht umfassend bestimmen lassen. Um solche Optimierungen mit ihren komplexen Zusammenhängen bewerten zu können, hat das Fraunhofer IPA einen ganzheitlichen Bewertungsansatz auf Basis von systemdynamischen Modellen entwickelt um erprobt.

 

The ultra-efficient factory aims for a continuous and simultaneous optimization of energy and material usage with less emission in a human working environment. Beside costs sustainable targets attract more and more notice. However, these targets cannot be assessed with today’s assessment methods. To assess measures for an increased sustainability with its complex relations inside the factory, the Fraunhofer IPA has developed and approved a holistic approach based on a system dynamics model.
Lebenszyklusbetrachtungen im Planungsprozess*/Life-cycle costing in the planning process - Integration of a life-cycle cost analysis for production technologies in the automotive body shop
Authors: Bornschlegl M. , Müller A. , Bregulla M. , Mantwill F. , Franke J.
Published: June 2021

Die Betriebskosten von Fertigungsanlagen haben – abhängig von der jeweiligen eingesetzten Technologie – einen signifikanten Anteil an den Lebenszykluskosten. Aus diesem Grund ist es essentiell, diese bereits in der Planungsphase zu berücksichtigen, um nachhaltige Entscheidungen treffen zu können. Dabei liegt der Schwerpunkt insbesondere bei den Schulungs-, Energie- und Instandhaltungskosten. Dazu werden in diesem Fachartikel wesentliche Kostenelemente und Herausforderungen aufgezeigt.

 

The operating costs of manufacturing systems represent a significant part of the life-cycle costs, depending on the applied technology. For this reason, it is essential to take them into account during the planning phase in order to make sustainable decisions. The focus is mostly on costs for training, energy and maintenance. Therefore, the key cost elements and challenges are pointed out in this article.
Losteilung zur Reduzierung der Belastungsstreuung*/Batch splitting to reduce work load scattering
Authors: Wesebaum S. , Willeke S. , Nyhuis P.
Published: June 2021

Der sich vollziehende Wechsel von einer kundenanonymen hin zu einer kundenauftragsbezogenen Produktion sowie die zunehmende Interaktion in Wertschöpfungsverbünden führen zu wachsenden Anforderungen an Unternehmen hinsichtlich Liefertermin- und Liefermengenflexibilität. Dies hat eine erhöhte Belastungsstreuung in den Produktionssystemen der Unternehmen zur Folge. Dieser Fachbeitrag stellt erstmals anhand eines Simulationsmodells vor, wie sich die Belastungsstreuung mittels Losteilung verringern lässt.

 

The ongoing change from make-to-stock to make-to-order production and the increasing interaction in value creation networks lead to growing challenges for companies regarding delivery date and delivery quantity flexibility. This leads to increased work load scatter in the production systems of companies. This paper presents a simulation-based approach on how the work load scatter can be reduced to a lower level and how this influences logistical characteristic lines.
Assistenzsysteme in der Anlagen-Inbetriebnahme
Authors: Adler S. , Böhme T. , Möser S.
Published: June 2021

Die virtuelle Inbetriebnahme – als Bestandteil des digitalen Engineerings – adressiert die Steuerungsentwicklung und -erprobung am virtuellen Anlagenmodell. Eine durchgängige Datenintegration erlaubt dabei die Nachnutzung digitaler Anlagedaten in der Betriebsphase. Assistenzsysteme, die diese Daten nutzen, sind eine Grundvoraussetzung zur Bewältigung der steigenden Anlagenkomplexität. Das Programm „VAssist“ unterstützt die effiziente, modulare Entwicklung adaptiver Assistenzsysteme.
Entscheidungshürden in der Produktion*/Obstacles for decision-making in manufacturing - Is it that SMEs cannot make strategic decisions or that they do not want to? An analysis
Authors: Böhm M. , Schrodi T. , Lickefett M.
Published: June 2021

Digitalisierung und Vernetzung der Weltmärkte beschleunigen das Geschäftsleben. Zunehmend volatilere Absatzzahlen, Rohstoffkosten und Technologieverfügbarkeit machen Chancen und Risiken für Unternehmensleitungen unüberschaubar. Seit den 1960er Jahren gewinnt der Begriff „Strategie“ zunehmend an Bedeutung. Große Firmen investieren viel Geld in strategische Überlegungen, Entscheidungsdelegation und Umsetzungsverantwortung. Zahlreiche KMU (kleine und mittlere Unternehmen) können hingegen nicht den gleichen Weg gehen – eine Situationsanalyse aus der Mittelstandsperspektive.

 

Digitization and interconnectedness of global markets speed up everyday business. Increasing volatility of sales numbers, commodity prices and availability of technology leads to complex opportunities and risks. Consequently, strategic thinking has gained ground since the 1960s. Big companies invest lots of money in company strategy, decision-making and support on implementation. SME are not able to do it the same way. This article analyzes the situation from the perspective of SMEs.
Energieorientierte Produktionssteuerung*/Energy-oriented production control
Authors: Schultz C. , Braunreuther S. , Reinhart G. Prof.
Published: June 2021

Angesichts steigender Energiekosten sowie eines zunehmenden Bewusstseins für nachhaltige Produktion ist es heute erforderlich, Zielvorgaben für den Energieverbrauch in der Produktionsplanung und -steuerung zu verankern sowie umzusetzen. Aus diesem Grund präsentiert dieser Artikel ein Verfahren für eine energieorientierte Produktionssteuerung, die auf der Basis von Energieflexibilität und Lastmanagement den Energiebedarf der Produktion mit einem begrenzten Energieangebot synchronisiert.

 

Due to rising energy costs and a growing awareness for sustainable production, it is now necessary for companies to establish targets for energy consumption in production planning and control. Therefore, this article illustrates a method for energy-oriented production control on the basis of flexibility and load management which synchronizes the energy demand in manufacturing with a limited energy supply.
Werkzeugschleifen mit Hybridschleifscheiben*/Tool grinding with hybrid bond grinding wheels
Authors: Uhlmann E. Prof. , Schröer N.
Published: June 2021

Die Herstellung von Spannuten an Schaftwerkzeugen erfolgt in den meisten Fällen über Schleifprozesse. Dabei kommen bei der Fertigung von Hartmetallwerkzeugen Diamantschleifscheiben verschiedener Bindungsspezifikationen zum Einsatz. Neuartige Hybridbindungen versprechen Vorteile gegenüber den konventionellen Bindungen. In umfangreichen Untersuchungen wurden verschiedene Bindungsspezifikationen bezüglich der Prozesskenngrößen und des Arbeitsergebnisses untersucht und gegenübergestellt.

 

The production of flutes at end mills is often carried out by creep feed grinding processes. During the manufacturing of cemented carbide tools diamond grinding wheels with different bonding specifications are used. Novel hybrid bonding grinding wheels promise advantages compared to conventional bonds. During extensive investigations different bonding specifications are analyzed and compared concerning their process parameters and the work result.
Analyse des Restrukturierungsbedarfs von Fabriken*/Analysis of the need for factory restructuring
Authors: Lübkemann J. , Canitez A. , Nyhuis P. Prof.
Published: June 2021

Die Auswirkungen von Veränderungstreibern auf eine Fabrik lassen sich heute nicht systematisch abschätzen. Daher wurde am Institut für Fabrikanlagen und Logistik ein Modell entwickelt, mit dem sich die Fabrikstrukturen und deren systemimmanente Zusammenhänge beschreiben lassen. Dies erlaubt eine Analyse der Auswirkungen auf die Fabrikstruktur, sodass eine Aussage über die Notwendigkeit einer Restrukturierung möglich wird. Dieser Fachbeitrag beschreibt die Anwendung des Beschreibungsmodells.

 

Today, the impacts of change drivers on a factory cannot be assessed systematically. Therefore, the Institute for Production Systems and Logistics developed a description model for factory structures and the relationships inherent in the system. This enables an analysis of the impact on the factory structure which allows a prediction of the necessity of restructuring. The paper describes the application of the description model.
Energieflexibilität eines Produktionssystems*/Energy flexibility of a production system - Enhancing the accuracy of a valuation model by combined measures
Authors: Simon P. , Glasschröder J. , Reinhart G. Prof.
Published: June 2021

Die durch die Bundesregierung beschlossene Energiewende birgt große Herausforderungen für die Netzstabilität in Deutschland. Produzierende Unternehmen können durch flexible Anpassung ihres Verbrauchs einen Beitrag zum Gelingen des Vorhabens leisten und gleichzeitig ihre Energiekosten senken. Der Fachartikel schlägt eine Vorgehensweise zur genauen Bewertung der Flexibilitätspotentiale von Unternehmen vor. Dies gelingt durch die sinnvolle Kombination von Maßnahmen zur Erhöhung der einsetzbaren Energiemenge und zur Verbesserung der zeitlichen Eigenschaften von Maßnahmen.

 

Due to the turnaround in energy policy in Germany, the use of renew-able energy sources is increasing. In this environment, companies can save energy costs by adapting the demand of energy to the market conditions. This article provides an approach for the evaluation of energy flexibility in production systems by combining available measures.
Prozessstabilität von parallelen Drehprozessen*/Process stability of parallel turning processes
Authors: Brecher C. Prof. , Epple A. , Neus S. , Fey M.
Published: June 2021

Im industriellen Umfeld werden zur Steigerung der Produktivität zunehmend Maschinensysteme mit mehreren parallel zerspanenden Werkzeugen eingesetzt. Die dynamische Prozess-Maschine-Interaktion dieser Maschinensysteme ist bisher jedoch kaum untersucht. Für den Fall des parallelen Drehens werden in diesem Fachbeitrag Modellierungen und Untersuchungen zum Einfluss unterschiedlicher Parameter auf die Prozessstabilität vorgestellt.

 

Industry increasingly uses machine systems with multiple parallel cutting tools to enhance productivity. However, the dynamic process-machine-interaction of these machine systems has scarcely been investigated. With a view to parallel turning, this paper presents modelling techniques and investigates how various parameters affect process stability.
Tiefbohren von thermoplastischen Kunststoffen*/Single-lip deep hole drilling of thermoplastics
Authors: Biermann D. Prof. , Kirschner M.
Published: June 2021

Hochleistungskunststoffe gewinnen stetig an industrieller Bedeutung und ersetzen in zahlreichen Anwendungen metallische Werkstoffe. Um dieser Entwicklung auch aus fertigungstechnischer Sicht gerecht zu werden, ist die parallele Optimierung von relevanten Fertigungsverfahren unumgänglich. Das Institut für spanende Fertigung ISF der Technischen Universität Dortmund nimmt sich aktuell einer dieser Herausforderungen an und beschäftigt sich mit der Prozessoptimierung des Einlippentiefbohrens thermoplastischer Kunststoffe.

 

High-performance plastics are steadily gaining ground in the industry, replacing metallic materials in numerous applications. To keep pace with this development in manufacturing, a synchronous optimization of relevant manufacturing processes is crucial. The Institute of Machining Technology currently deals with one of these challenges, focusing on the process optimization of single-lip deep hole drilling of thermoplastics.
Infrarotkameragestützte Prozesstemperaturerfassung*/Infrared-camera-based process temperature detection - Laser-assisted processing of endless fiber-reinforced thermoplastic tapes
Authors: Brecher C. Prof. , Kukla C. , Emonts M.
Published: June 2021

Bei der Herstellung hochbelastbarer Leichtbaukomponenten aus faserverstärkten Kunststoffen können laserunterstützte Prozesse mit In-Situ-Konsolidierung von thermoplastischen Halbzeugen zum Einsatz kommen. Die Prozesstemperatur ist dabei einer der wichtigsten Prozessparameter. Die exakte, ortsaufgelöste Temperaturerfassung in den entscheidenden Prozesszonen erleichtert die Regelung verschiedener Prozessparameter. Der Beitrag hebt die Vorteile einer infrarotkameragestützten Prozesstemperaturerfassung hervor.

 

For the production of lightweight components made of fiber-reinforced plastics, laser-based processes with in-situ consolidation of thermoplastic composites can be used. As the process temperature is the most important process parameter, the exact spatially resolved measurement of the temperature in critical process zones is crucial for the control of various process parameters. This article depicts the benefits of the process temperature detection with infrared cameras.
Experimentelle Posenanalyse am Bearbeitungsroboter*/Pose dependancy of machining robots
Authors: Karim A. , Waibel A. , Lechler A.
Published: June 2021

Die Verbesserung der Bearbeitungsqualität stellt einen aktuellen Forschungsschwerpunkt bei der spanenden Bearbeitung mit Industrierobotern dar. Dabei hängt die Bearbeitungsqualität des Werkstücks wesentlich von der eingenommenen Pose des Roboters ab. Der Fachbeitrag stellt die Durchführung einer experimentellen Analyse zur Bestimmung der Bearbeitungsqualität in unterschiedlichen Posen vor. Erste Ergebnisse werden ebenfalls präsentiert.

 

The improvement of machining quality is an actual focus of research in the area of machining with industrial robots. The machining quality that can be achieved is strongly dependant on the robot‘s pose. In the course of this paper the execution of experimental analysis for the determination of machining quality at different poses as well as first results are presented.
Linearisierte 3D-Toleranzeinpassung mit Hierarchisierung*/Linearized 3D tolerance fit with prioritization - Tolerance fit for 3D elements using linearization and respecting prioritization
Authors: Frommknecht A. , Kühnle J.
Published: June 2021

Bei der virtuellen Lehrung von Formelementen treten nichtlineare Gleichungen auf. Zur effizienten Lösung bietet sich deren Linearisierung an. Jedoch ist dies bereits im 2D-Fall nicht trivial. Weiterhin müssen bei vielen Anwendungen Formelemente unterschiedlicher Hierarchiestufen berücksichtigt werden. In diesem Fachbeitrag wird eine Lösung zur 3D-Toleranzeinpassung präsentiert, die sowohl eine Linearisierung durchführt als auch in der Lage ist, verschiedene Hierarchiestufen zu berücksichtigen.

 

Nonlinear equations occur in virtual fitting. It makes sense to linearize them. But even in 2D this is anything but simple. Moreover, the form elements are subject to prioritization in many applications. This paper presents a solution for 3D tolerance fitting of prioritized form elements utilizing linearization.
Schleifen von WC-Co-Hartmetallen*/Grinding of Cemented Carbides (WC-Co)
Authors: Wirtz C. , Vits F. , Mattfeld P. , Klocke F. Prof.
Published: June 2021

Beim Schleifen mehrphasiger Werkstoffe mit sprödhartem Charakter, beispielsweise Hartmetall, wurde ein Übergang von sprödhartem zu duktilem Werkstoffverhalten nachgewiesen. Der Fachartikel stellt eine neu entwickelte Methodik zur systematischen Analyse des Zerspanverhaltens – im Speziellen den Übergang von vorwiegend duktilem zu überwiegend sprödhartem Zerspanverhalten – für Hartmetalle vor.

 

In grinding of multi-phase, brittle materials, e. g. cemented carbides, a transition from predominantly brittle to predominantly ductile material behavior has been proven scientifically. This paper presents a newly developed methodology to analyze the material behavior of cemented carbides, in particular the transition from ductile to brittle material behavior.
Einzigartige Mess- und Regelkomponenten für zuverlässige Produktionsprozesse mit Lasertechnik
Authors: Bonß S.
Published: June 2021

Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden betreibt anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung in den Bereichen Laser- und Oberflächentechnologie. Schwerpunkte sind das Laserschweißen, -schneiden, -beschichten, -härten und -reinigen, die Oberflächen- und Dünnschichttechnik, Gasphasenprozesse, das Prozess-Monitoring sowie die Nanopartikeltechnologie.
Untersuchung geklebter Tiefbohrwerkzeuge*/Investigation into bonded gun drills
Authors: Stehle T. , Dobrinski A. , Drewle K.
Published: June 2021

Das „Einlippentiefbohren“ ist aufgrund der hohen erreichbaren Oberflächenqualität weit verbreitet. Die Produktivität des Verfahrens ist allerdings durch dynamische Instabilitäten, unter anderem der Werkzeuge, begrenzt. Oft führen die im Bearbeitungsprozess angeregten Torsionseigenschwingungen zum Werkzeugbruch beziehungsweise zur Beschädigung des Bauteils und sind daher unerwünscht.

 

To increase productivity of gun drill by improving the dynamic instability during drilling, bonded joints between the drill body and the tool sleeve were used instead of soldered connections. The goal of the investigations was to establish the torsional natural frequencies and natural modes of bonded gun drills as precisely as possible and to assess the potential regarding.
Medizinische Komponenten und Design-Artikel aus Keramik – hergestellt mit additiver Fertigungstechnik
Authors: Moritz T. , Scheithauer U. , Schwarzer E. , Ahlhelm M.
Published: June 2021

Additive Fertigungsverfahren – oft auch als 3D-Druck bezeichnet – bieten die Möglichkeit einer werkzeugfreien Herstellung von Bauteilen mit extremer geometrischer Komplexität, wie sie über sonstige Formgebungsmethoden nicht erreichbar ist. Da bei der additiven Fertigung der Aufbau von Bauteilen aus einem CAD-Datensatz schichtenweise erfolgt, wird es möglich, neue Komponenten nicht wie bislang üblich fertigungsgerecht, sondern anwendungsgerecht zu konstruieren und zu bauen. Darüber hinaus arbeiten diese Verfahren besonders materialsparend, weil nur dort Material aufgetragen wird, wo es im gewünschten Bauteil tatsächlich notwendig ist.