Steyrer Forschungsunternehmen zeigt auf Münchner Messe, was bei einer intelligenten Kombination von analogen und digitalen Drucktechnologien möglich ist.

 

STEYR/MÜNCHEN. Die Kunden erwarten von industriellen Produkten immer mehr Individualität. Das gilt nicht nur für die äußere Form, sondern auch für die Dekoration. Beim individuellen Bedrucken von klassischen Gebrauchsprodukten stoßen die Produzenten allerdings rasch an ihre technischen Grenzen. Das individualisierte Bedrucken von Gegenständen mit unregelmäßig gekrümmten Oberflächen ist mit bestehenden Drucktechnologien kaum möglich. PROFACTOR hat gemeinsam mit dem Tampondruckexperten ITW Morlock GmbH aus Deutschland mit einer Kombination von analogem Tampon- und digitalem Inkjet-Druck den Prototypen einer digitalen Tampondruckmaschine entwickelt, der richtungsweisend ist. Bei der Fachmesse „Inprint“ in München (12. bis 14. November 2019) wird das Modul am Stand der PROFACTOR (Halle A6, Stand 248), Member of UAR Innovation Network, präsentiert.

 

„Für einen Skischuh, eine Radkappe, eine Handyhalterung oder für eine nicht gleichmäßig geformte Vase, Optiken, Verpackungen bis hin zum Christbaumschmuck gab es bislang kaum Möglichkeiten für ein individuelles Bedrucken, das für den Konsumenten auch leistbar ist“, sagt Daniel Fechtig. Fechtig leitet bei PROFACTOR die Forschung rund um Funktionelle Oberflächen und Nanostrukturen. „Individuelles Bedrucken von Produkten wird von den Kunden zunehmend nachgefragt, sowohl von Einzelpersonen, die ihre Produkte mit Fotos, Namen oder Sujets dekorieren wollen, als auch von Unternehmen, die Alltagsgegenstände ohne großen Aufwand individuell branden lassen wollen.“ Beim klassischen Tintenstrahldruck erreicht man ob der plan angeordneten Druckköpfe bei gekrümmten Flächen kein zufriedenstellendes Druckbild. Analoge Tampons – vergleichbar mit „Stempeln“ –  können gekrümmte Flächen zwar in guter Qualität bedrucken – allerdings erfordert jedes individuelle Design eine zeit- und kostenintensive Änderung des Klischees – der Druckmasken. Ein individuelles Bedrucken von Gebrauchs- und Konsumgütern zu marktfähigen Kosten ist damit natürlich nicht möglich.

 

Jahrelange Forschung und eine Kombination von digitaler und analoger Technik

 

PROFACTOR hat aufbauend auf jahrelanger Forschung Inkjet-Drucktechnologien gemeinsam mit ITW Morlock eine Lösung entwickelt, die bislang einzigartig erscheint. Sie verbindet digitale und analoge Technologien: Tampondruck und Inkjet-Druck werden intelligent kombiniert.

 

Das Tampon wird mit Tinte bedruckt

Der in Zusammenarbeit mit dem Industrieunternehmen ITW Morlock entwickelte digitale Tampondrucker funktioniert so: Das Tampon – der Druckstempel – ist eine transparente und dünne Silikonmembran aus UV-PDMS mit einer feinen Mikrostruktur. Sie wird in eine Halterung eingespannt und von einem Inkjet-Drucker mit den in digitaler Form vorliegenden Fotos, Texten oder Sujets in klassischem 4c-Druck beliebig bedruckt. Danach wird das Silikon aufgeblasen und mit dem zu bedruckenden Bauteil in der Maschine in Kontakt gebracht. Die auf diesem Weg aufgebrachte Druckertinte wird mittels UV-Licht ausgehärtet und vollständig auf das Bauteil übertragen. Die Membran wird danach abgezogen und ist innerhalb weniger Sekunden für einen neuen Druck mit beliebigem Inhalt bereit. „Das Ganze hört sich recht einfach an, aber zum Funktionieren müssen viele kleine Details berücksichtigt werden“, sagt Fechtig. „Die Entwicklung der geeigneten Tinten wird von spezialisierten Partnern übernommen, wir kümmern uns unter anderem um eine essenzielle Frage: wie löst sich die Tinte vollständig von der Membran und wie haftet die Tinte verlässlich auf den Bauteilen. Dafür sind unzählige Parameter zu berücksichtigen.“

 

Hersteller von Babyartikeln hat Interesse an diesem Verfahren

Das Modul wurde in Kooperation mit einem Babyartikel-Hersteller entwickelt. Fechtig: „Da kommt noch dazu, dass die Tinte selbstverständlich allen Normen für Sicherheit und Gesundheit entsprechen muss.“

 

Nach dem individuellen Dekor folgt: die individuelle Funktionalisierung

PROFACTOR-Geschäftsführer Christoph Breitschopf ist überzeugt, dass das digitale Tampondruck-Modul für Aufsehen sorgen wird: „Wir haben damit etwas entwickelt, dass einem produzierenden Unternehmen einen klaren Vorteil im Wettbewerb verschaffen kann. Das entspricht exakt unserer Unternehmensphilosophie.“ Die dekorative Individualisierung sei allerdings erst ein erster Schritt. Der Inkjet-Druck von elektronischen Bauteilen, RFID-Antennen, Sensoren oder Elementen wie Photovoltaik-Zellen mittels Inkjet-Druck und hochspezieller spezieller Tinten ist in den Labors bei PROFACTOR längst Realität. Breitschopf: „Mittelfristig sollten Konsumprodukte mit dem digitalen Tampondruck nicht nur vom Design her, sondern auch hinsichtlich intelligenter Funktion vom Konsumenten individuell konfiguriert werden können.“

 

Alternative: Roboterbasierter Inkjet-Druck
Eine Alternative zum digitalen Tampondruck ist der robotergeführte Inkjet-Druck. Auch hier forscht PROFACTOR seit Jahren daran, die Technologie so zu verfeinern, um von der Industrie genutzt zu werden. Fechtig: „Diese Methode bietet sich bei nichtstarren Gegenständen an, die für den Tampon-Druck nicht geeignet sind. Vereinfacht gesagt: Der digitale Tampondruck ist für das individuelle Bedrucken von starren Skischuhen geeignet. Der robotergeführte, kontaktlose Inkjet-Druck eignet sich besonders für das Bedrucken von großen Bauteilen und von z.B. weichen, nachgiebigen Turnschuhen oder Textilien.

Hier arbeitet PROFACTOR eng mit den Robotik-Spezialisten im Haus zusammen. Die größte Herausforderung ist das exakte Definieren des Pfades, den der Roboter um den in der Regel nicht per CAD-Daten exakt zu definierende Bauteil – wie eben ein Turnschuh – zurückzulegen hat. Derartige Produkte können mittels spezieller 3D-Software modelliert und digitalisiert werden. Für eine entsprechend hohe Druckqualität muss dabei aber noch an der Genauigkeit der 3D-Software gearbeitet werden.“

Die Anforderungen an die Qualitätssicherung in der Automobilindustrie sind enorm. PROFACTOR unterstützt Hersteller seit langem mit automatischen Inspektionssystemen. Dennoch ist bei vielen Bauteilen eine manuelle und oftmals mühsame Endprüfung per Augenschein nötig. Die Neuentwicklung Q-HUD (Quality Head Up Display) von PROFACTOR bedeutet einen Quantensprung in der Qualitätssicherung. Den Arbeitskräften in der Qualitätskontrolle wird per Projektion exakt angezeigt, wohin Sie in der Prüfung ihr Augenmerk richten müssen. Die Fachkräfte können sich damit auf die wesentliche Arbeit konzentrieren.    

 

Die Kontrolle der Oberflächen von Metallbauteilen erfolgt längst automatisch mittels Bildverarbeitung. PROFACTOR hat dabei jahrelange Erfahrung in der Entwicklung von Algorithmen, die aus Kamerabildern kleinste Unregelmäßigkeiten auf metallischen Oberflächen detektieren. In der Endkontrolle müssen derartige Hinweise von geschulten Arbeitskräften inspiziert werden. Diese Person entscheidet im Takt der Produktion darüber, ob es sich lediglich um eine unmaßgebliche Verunreinigung oder Verfärbung handelt oder ob tatsächlich eine mechanische Beschädigung oder ähnliches vorliegt. „Das Problem in der Praxis ist die Orientierung am Bauteil“, sagt Harald Bauer. Er leitet bei PROFACTOR die Gruppe Visual Computing und hat das System mit seinem Team federführend entwickelt.

 

Mühsame Suche entfällt

Der Arbeitskraft wurde bislang via Monitor die Position eines möglichen Fehlers am digitalen Modell des Bauteils -zum Beispiel eines Zylinderkopfes – angezeigt. Bauer: „Der Prüfer musste auf Basis der Information auf einem Bildschirm die beanstandete Stelle am realen Bauteil vor ihm am Band finden. Bauer: „Diese ‚Rechenarbeit‘ im Kopf nehmen wir ihm ab. Sie hat auch mit der anspruchsvollen Entscheidung darüber, ob der Bauteil in Ordnung ist oder nicht, auch nichts zu tun. Darauf kann sich der Prüfer jetzt konzentrieren. Q-HUD bedeutet eine Aufwertung des Arbeitsplatzes.“

Unspektakuläre Hardware – hochkomplexer Algorithmus
Die Hardware des Systems ist unspektakulär. Ein einfacher Beamer projiziert ein Lichtsignal exakt an die Stelle des Bauteils, die zuvor vom Inspektionssystem als möglicher Fehler identifiziert wurde. Der Prüfer kann zur genauen Inspektion den „eingespannten“ Bauteil entlang einer Achse bewegen. Die Projektion des Lichtstrahls muss darauf selbstverständlich in Echtzeit reagieren. Spiegel helfen dabei, das Signal des Beamers in jedem Fall exakt auf die beanstandete Stelle zu lenken. Auch Hinweise auf mögliche Fehler an verdeckten Positionen – zum Beispiel in Bohrlöchern – werden mittels Pfeilen angezeigt.

 

Die Herausforderung, die für diese Entwicklung bewältigt werden musste, war die Kalibrierung der Kamera aus der Qualitätskontrolle mit dem Beamer. Bauer: „Die Pixel der Aufnahme aus der Inspektionskamera müssen exakt mit der Projektion des Lichtstrahls übereinstimmen.“ Um die Komplexität für den Bediener völlig zu verbergen, reagiert die Projektionstechnik auch auf die Bewegungen des Bauteils und passt das Projektionsbild in Echtzeit der aktuellen Teilelage an.

 

Mitarbeiter waren eingebunden

Beim Industriepartner BMW Group Werk Steyr wurde schon während der Entwicklung darauf Wert gelegt, die Arbeitskräfte einzubinden. Bauer: „Der Erfolg solcher Entwicklungen hängt wesentlich davon ab, ob sie vom Menschen akzeptiert werden. Dabei geht es oft um Kleinigkeiten.“ Das Feedback der Arbeitskräfte hat unter anderem dazu geführt, dass für die Tag- und Nachtschichten unterschiedliches Licht zum Einsatz kommt, die Farbe des Lichtstrahls kann von den Anwendern zudem individuell ausgewählt werden.“

 

Patentierung des Systems – Unternehmen sollen System selbst konfigurieren können

PROFACTOR hat – unabhängig vom Projekt bei BMW Group Werk Steyr – diese Kalibrierung zur Patentierung eingereicht. Das System soll künftigen Anwendern eine einfache und rasche Implementierung in die jeweilige Linie möglich machen. Die Kalibrierung des Projektors über eine Schnittstelle zum Inspektionssystem soll zukünftig direkt vom Betreiber durchgeführt werden können. Für Anwender ohne Schnittstelle zu einem automatischen Inspektionssystem wird ein „intelligenter Interaktionsstift“ entwickelt. Entlang der Linie können damit an einem Bauteil virtuelle Markierungen angebracht werden. In der Endkontrolle wird ein Signal auf diese Markierungen projiziert.

 

Video: automatisches Inspektionssysteme kombiniert mit Quality Head Up Display (Q-HUD) in der Automobilebranche

 

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Im Rahmen der FOTO CHALLENGE 2019 – OÖ Forschung im Bild haben sich drei Fotografinnen der Herausforderung gestellt, einige der großen heimischen Forschungsleistungen auf kreative Weise ins Bild zu setzen.

In der Kategorie „Wer ist Forschung“ im Thema industrielle Produktion überzeugt das Bild von Maria Kirchner, in dem unsere PROFACTORianerin Julia Kurzmann und die Technologie roboter-basierter Inkjetdruck in Szene gesetzt wurde.

Roboter Inkjet“ bietet die Möglichkeit, gekrümmte Oberflächen großflächig und bei hohem Durchsatz maskenlos digital zu bedrucken. Applikationsmöglichkeiten sind gebogene Gläser und Optiken, Flugzeuge, Schuhe, Autos, Konsumprodukte, Kunststoffverblendungen, Textilien und mehr.

(C) PELZL Roland

 

 

Unser F-Scan ist auf der Cover-Seite der aktuellen Ausgabe lightweight.design (Springer Verlag) mit der Überschrift „Zuverlässigkeit: Qualitätsicherung in der Fertigung„.

F-Scan ist eine Sensorik zur Messung von Faserwinkeln von Carbon- und Glasfaser. Die Technologie kann für Gewebe und Gelege eingesetzt werden und für alle Zwischenschritte in den Produktionsprozessen, vom Rohmaterial bis zum fertigen, klarlackierten Bauteil. Zusätzlich ist die Detektion typischer Fehler (Einschlüsse, Verzerrungen im Gewebe, …) möglich.

Der F-Scan wurde im Rahmen des Projektes ZAero mit dem JEC Innovation Award prämiert.

Die aktuelle Ausgabe finden Sie unter:

https://www.springerprofessional.de/lightweight-design/3404430

 

Zero Defect Manufaturing für die Industrie

PROFACTOR hat mehrere Technologien zur Inspektion von metallischen Oberflächen als auch von Faserverbundwerkstoffe auf dem Markt gebracht. Unsere Tools bieten  Ihnen eine neue Perspektive auf Ihre Produktion und bringen Sie auf die nächste Stufe: vom Aussortieren defekter Teile zur Vermeidung von Fehlern, indem Sie den Feedback-Kreislauf in Ihrer Produktion schließen. PROFACTOR unterstützt Sie bei jedem Schritt, mit ungeteilter Konzentration auf Ihr Ziel: Null Fehler.

Folder: Zero Defect Manufacturing: Inspection systems

Folder: Zero Defect Manufacturing: Sensors with technical information

  • TPScan – Prüfung von metallischen Oberflächen
  • L-Scan – Inline-Kontrolle beim Ablegeprozess
  • F-Scan – Faserwinkelmessung bei Carbon- und Glasfasern
  • H-Scan – Prüfung von Bohrungen in Kompositbauteilen
  • D-Scan – Prüfung von Hochglanzoberflächen

Drei PROFACTORianerinnen starteten bei dem 2. OÖ Firmentriathlon powered by Gardena als Damen-Staffel am 21. Juni 2019 beim Linzer Pichlingersee und holten sich mit mehr als 1 Minute Vorsprung den Sieg.

Die Schwimmstrecke über 250 Meter wurde von Julia in der tollen Zeit von 05:26 Min. (23. Rang von 85 Teilnehmern) zurückgelegt. Trotz Mountainbike brauchte Eva für die 10 Km nur 19:57 Min. Sonja lief als schnellste Dame in diesem Bewerbe die 3 km in 12:52 Minuten.

Wir gratulieren herzlich zu dieser sportlichen Leistung.

Alle Resultate findet man auf:

https://www.pentek-timing.at/results.html?pnr=13738

Seit über 20 Jahren betreibt PROFACTOR Forschung und Entwicklung in den Technologiefeldern Robotik und Computer Vision. In den letzten Jahren erfahren diese Technologien einen Aufschwung durch Katalysatoren wie Deep Learning, eigensichere Roboter etc. und dringen in neue Anwendungsdomänen vor. Der rege Austausch in der Community mit Wissenschaft und Industrie ist ein wesentliches Element für neue Innovationen.

 

So fand vom 9. bis 10 Mai in der FH-Steyr der Austrian Robotics Workshop and OAGM Workshop rund um Robotics and Vision statt. Vortragende aus Industrie und Wissenschaft präsentierten vor rund 80 Teilnehmern neueste Ergebnisse aus der Forschung und Produktentwicklung.

 

Das Symposium zeichnete sich neben vier hochkarätigen eingeladenen Vorträge durch mehrere parallele Sessions und Präsentationen von Featured Papers (Arbeiten, die auf großen internationalen Konferenzen schon einmal präsentiert wurden) aus. Schwerpunkte der Vorträge waren im Bereich Mensch-Maschine Interaktion, Aktivitätserkennung und Tracking und Regelung von zukünftigen humanoiden Robotern. Wesentliche Kernthemen die in den nächsten Jahren zu bahnbrechenden Innovationen im industriellen Umfeld führen können.

Die ARW und OAGM ist eine jährliche Veranstaltung zu den Themen Robotik und Computer Vision. Der Veranstalter und Austragungsort wechselt jedes Jahr. PROFACTOR organisierte dieses Jahr diese zwei wichtigsten nationalen Konferenzen im Bereich Robotik (Austrian Robotics Workshop – ARW) und Computer Vision (OAGM) als Joint Veranstaltung.

„Mit derartigen hochkarätigen Veranstaltungen in Steyr will PROFACTOR gezielt den Austausch zwischen Wirtschaft und Wissenschaft ankurbeln und angewandte Industriebeispiele hervorheben,“ sagt Andreas Pichler, CTO von PROFACTOR.

 

Bei der Veranstaltung wurden ein Best Paper Award und Best Poster Award vergeben. PROFACTOR gratuliert:

Best Research Paper Award ARW:

  • Raphael Deimel. A Dynamical System for Governing Continuous, Sequential and Reactive Behaviors

Best Poster Award ARW

  • Dominik Hofer, Simon Brunauer and Hannes Waclawek. Multilingual Speech Control for ROS-driven Robots

Best Student Research Paper OAGM

  • Robert Harb and Patrick Knöbelreiter. Efficient Multi-Task Learning of Semantic Segmentation and Disparity Estimation
  • Simon Brenner and Robert Sablatnig. On the Use of Artificially Degraded Manuscripts for Quality Assessment of Readability Enhancement Methods

Best Poster Paper OAGM

  • Muntaha Sakeena and Matthias Zeppelzauer. Combining Deep Learning and Variational Level Sets for Segmentation of Buildings

 

 

The JEC Innovation Awards reward composites champions, based on criteria such as partner involvement in the value chain, technicality or commercial applications of innovations. The JEC in Paris is the world’s largest composites exhibition. Ten composite innovation champions selected among 30 finalists, from more than a hundred entries, were awarded

The project ZAero coordinated by PROFACTOR won the JEC innovation award in the category aerospace processes.

The project consortium developed technologies for zero defect manufacturing of large composite parts.

 

 

Zero-defect manufacturing of composite parts

In the aerospace industry, very large components (e.g. wing covers) are made of carbon fiber composite materials. Different challenges are related to the processing of such materials. The complexity that comes with carbon fiber composites often leads to anomalies and defects during production. The EU project ZAero developed intelligent inspection technology to detect problems in production at an early stage. The ZAero project aims for 30-50% boost in productivity via inline AFP and ADMP inspection, simulated part performance and decision support tools. The technology will be showcased at the JEC (Hall 5, Booth S66).

Very high quality standards have to be met in the aerospace industry. In order to guarantee production of defect-free components, a great deal of effort needs to be put into quality control. Lightweight carbon fiber reinforced plastics (CFRP) components are nowadays largely used in the aerospace industry. Production of such parts requires multiple stages of processing, each of which needs to be done with great care.

Continuous process monitoring for zero defects
In order to avoid defects during production, the EU project ZAero developed technologies for consistent monitoring of production. This is based on sensors for fiber orientation measurement and 3D profile scanning that perform inline monitoring during the lay-up process. In addition to this, data from the following production stages (infusion, curing) is collected in a manufacturing database. This database represents a “digital twin” of the real part as manufactured. Intelligent data processing and mechanical simulation provide information about the severity of defects.Logistical simulation delivers information about the part flow and overall production performance. This enables a global view on the production and reveals how defect rates and re-work decisions affect, for example, completion time of a specific order.

Industrial reference implementation
Installation of monitoring systems into industrial environments were done at the facilities of Danobat and FIDAMC. The deployed sensor systems were demonstrated to work well in the respective environments. Data collection, simulation, and decision support modules were successfully demonstrated. Experiments showed that the future production of up to 60 passenger planes per month will be possible with the technologies developed within the project.

PROFACTOR is an Austrian research company located in Steyr and focuses on developing new methods for integrated production technologies. In the field of composite part production, the technological focus is on zero defect manufacturing. PROFACTOR offers sensor systems for fibre orientation measurements, AFP and ADMP monitoring, surface inspection and thermography. Visit us at booth S66 in hall 5.

ZAero Zero-defect manufacturing of composite parts in the aerospace industry

Coordinator PROFACTOR GmbH
Partners: Airbus Defence and Space GmbH, Dassault Systèmes SE, M Torres Diseños Industriales SA, IK4 – IDEKO S Coop, Danobat S Coop, FIDAMC
Duration: 2016 – 2019
Funding: EU Horizon 2020
Website: www.zaero-project.eu

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 721362.

The project ZAero coordinated by PROFACTOR was nominated as one of the finalists of the JEC innovation award.

The project consortium developed technologies for zero defect manufacturing of large composite parts.

Visit PROFACTOR at the JEC 2019 in Hall 5, Booth S66. The JEC takes place from March 12-14, 2019 in Paris.

 

Zero-defect manufacturing of composite parts

In the aerospace industry, very large components (e.g. wing covers) are made of carbon fiber composite materials. Different challenges are related to the processing of such materials. The complexity that comes with carbon fiber composites often leads to anomalies and defects during production. The EU project ZAero developed intelligent inspection technology to detect problems in production at an early stage. The ZAero project aims for 30-50% boost in productivity via inline AFP and ADMP inspection, simulated part performance and decision support tools. The technology will be showcased at the JEC (Hall 5, Booth S66).

Very high quality standards have to be met in the aerospace industry. In order to guarantee production of defect-free components, a great deal of effort needs to be put into quality control. Lightweight carbon fiber reinforced plastics (CFRP) components are nowadays largely used in the aerospace industry. Production of such parts requires multiple stages of processing, each of which needs to be done with great care.

Continuous process monitoring for zero defects
In order to avoid defects during production, the EU project ZAero developed technologies for consistent monitoring of production. This is based on sensors for fiber orientation measurement and 3D profile scanning that perform inline monitoring during the lay-up process. In addition to this, data from the following production stages (infusion, curing) is collected in a manufacturing database. This database represents a “digital twin” of the real part as manufactured. Intelligent data processing and mechanical simulation provide information about the severity of defects.Logistical simulation delivers information about the part flow and overall production performance. This enables a global view on the production and reveals how defect rates and re-work decisions affect, for example, completion time of a specific order.

Industrial reference implementation
Installation of monitoring systems into industrial environments were done at the facilities of Danobat and FIDAMC. The deployed sensor systems were demonstrated to work well in the respective environments. Data collection, simulation, and decision support modules were successfully demonstrated. Experiments showed that the future production of up to 60 passenger planes per month will be possible with the technologies developed within the project.

PROFACTOR is an Austrian research company located in Steyr and focuses on developing new methods for integrated production technologies. In the field of composite part production, the technological focus is on zero defect manufacturing. PROFACTOR offers sensor systems for fibre orientation measurements, AFP and ADMP monitoring, surface inspection and thermography. Visit us at booth S66 in hall 5.

ZAero Zero-defect manufacturing of composite parts in the aerospace industry

Coordinator PROFACTOR GmbH
Partners: Airbus Defence and Space GmbH, Dassault Systèmes SE, M Torres Diseños Industriales SA, IK4 – IDEKO S Coop, Danobat S Coop, FIDAMC
Duration: 2016 – 2019
Funding: EU Horizon 2020
Website: www.zaero-project.eu

 

Qualität, Exklusivität und Sicherheit – an die hochwertige und edle Ausstattung von Business- und Private-Jets werden höchste Anforderungen gestellt. FACC deckt dabei alle Bereiche ab – vom Cockpit bis zur luxuriösen Kabine, von der Bordküche bis zum Crew-Ruheraum – und bietet maßgeschneiderte Innenraumlösungen sowie eine breite Auswahl an hochwertigen Materialien.

Für ein exklusives und ansprechendes Innenraum-Design sorgen oftmals Edelfurniere. Die Qualitätsüberprüfung dieser hochwertigen Oberflächen erfolgte bisher weitgehend subjektiv durch versierte Fachkräfte. Auch wenn deren qualifizierte Bewertung auf fachmännischem Know-how basiert, bleiben doch gewisse Unsicherheitsfaktoren bestehen. Um höchste Qualität gewährleisten zu können, soll die Überprüfung in Zukunft routinemäßig durch eine objektive Prüfmethode unterstützt werden.

Speziell auf diesen Anwendungsfall zugeschnitten wurde im Rahmen des Projekts „QualityGloss“ ein Prototyp eines Inspektionssystems entwickelt. Dieses ist mit moderner Sensorik ausgestattet, welche die Beschaffenheit der Bauteile erfasst. Die Daten werden auf Basis von speziellen Algorithmen ausgewertet. Mittels aufwendiger Analysen wurden Korrelationen zwischen menschlichen und datenbasierten Bewertungen untersucht und hergestellt. So wurde ein Messverfahren entwickelt, welches objektive Ergebnisse liefert und die Qualitätsbewertung durch die Fachkräfte untermauert.

Die Forschungsarbeit lieferte darüber hinaus wichtige Erkenntnisse zur optimalen Bewertung von den Oberflächen bzw. den Eigenschaften der verwendeten Lacksysteme. Die gewonnenen Daten fließen direkt in die Fertigungsabläufe ein und ermöglichen eine weitere Optimierung der Produktionsprozesse bzw. der Produktqualität. Die entwickelte Prüfmethode befindet sich bei FACC in der Serienerprobung und soll für den routinemäßigen Einsatz – in Zukunft auch für weitere Anwendungsfälle – weiterentwickelt werden.

 

Die PROFACTOR GmbH, ein Member of UAR Innovation Network, brachte in dieses Projekt ihr bestehendes Know-how in der Entwicklung von Sensorik und Algorithmen zur Auswertung ein bzw. konnte dieses weiter vertiefen. Die Flexibilität von Produktions- und Qualitätssicherungssystemen spielt in der Industrie in Hinblick auf eine individualisierte Produktion bzw. Losgröße 1 eine immer größer werdende Rolle. Mit der entwickelten Sensorik wurde eine höchst flexible Plattform geschaffen, welche künftig unterschiedliche Neuentwicklungen ermöglichen wird und einen wichtigen Beitrag in der Umsetzung von Industrie 4.0 bedeutet.

Heimsheim. 3D-Druck ist in aller Munde. Wie weit die Funktionsintegration gehen kann, haben die Partner des Forschungsprojektes DIMAP eindrucksvoll unter Beweis gestellt.

Als herausragendes Ergebnis des Forschungsprojektes DIMAP präsentiert cirp den weltweit ersten überwiegend mit PolyJetTM hergestellten, pneumatischen Roboter auf der Messe formnext 2018.

DIMAP ist ein fachübergreifendes, von der EU gefördertes Forschungsvorhaben zur Entwicklung von neuartigen 3D-Druckmaterialien, die in der PolyJetTM-Technologie zum Einsatz kommen. Im Projekt DIMAP, „Novel nanoparticel enhanced Digital Material for 3D Printing and their application shown for robotic and electronic industry“, an dem 12 Partner aus 5 Ländern beteiligt waren und von PROFACTOR koordiniert wurde, wurden Tinten genannte Materialien mit speziellen thermischen und elektrischen Leitfähigkeiten entwickelt. Sie sind in ihrer Beschaffenheit sowohl auf ausgewählte Druckköpfe, als auch maßgeschneidert für den zukünftigen industriellen Einsatz in Produkten abgestimmt.

 

Welches Potential in der 3D-Druck-Technik PolyJetTM mit neu entwickelten Materialien steckt, demonstriert eindrucksvoll der DIMAP SCARA Roboter, der auf der formnext erstmals der Öffentlichkeit präsentiert wird. SCARA ist die Abkürzung für Selective Compliant Assembly Robot Arm und bezeichnet einen horizontal agierenden Gelenkarmroboter. Das Projekt DIMAP steht für Novel nanoparticle enhanced Digital Materials for 3D Printing and their application shown for the robotic and electronic industry. Hier haben, koordiniert von PROFACTOR, 12 Partner aus 5 Nationen von 2015 bis 2018 neue Materialien für die PolyJetTM-Technologie entwickelt. Die Europäische Union förderte dieses Verbundvorhaben im Rahmen von Horizon 2020.

 

PolyJetTM ist eine 3D-Drucktechnik, bei der flüssige lichthärtende Kunststoffe – sogenannte Tinten – über Druckköpfe schichtweise aufgetragen und ausgehärtet werden. Es können gleichzeitig verschiedene Tinten in einer Schicht verarbeitet werden, um unterschiedliche Eigenschaften oder Farben in einem gedruckten Objekt zu vereinen. Ziel von DIMAP war es, Tinten mit ganz neuen Eigenschaftsprofilen zu entwickeln:

  • Elektrisch leitfähige Tinten mit Silbernanopartikeln, um Leiterbahnen zu drucken
  • Thermisch leitfähige Tinten mit keramischen Nanopartikeln, z.B. für die Kühlung von LEDs
  • Schäumbare Tinten für Leichtbauanwendungen
  • Tinten aus Polyimid für sehr hohe Temperaturbeständigkeit und exzellente chemische Beständigkeit

 

Um diese neuen Materialien zu drucken, entstand im Projekt ein prototypischer PolyJetTM Drucker mit erweiterten Verarbeitungsmöglichkeiten. PROFACTOR hat dabei die Prozesse für den Druck mit den keramische, hochfeste, belastbare, leitfähige oder hitzeresistente Hybridmaterialien entwickelt.

 

Die Praxistauglichkeit der neuen Rezepturen wurde an zwei Demonstratoren erprobt: An einer kundenspezifischen Leuchte und an einem pneumatisch betriebenen Roboter. Dieser DIMAP SCARA Roboter wurde von dem Unternehmen Festo, ein deutscher Anbieter von pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik, entwickelt und in Betrieb genommen. Dabei handelt es sich um einen pneumatischen Roboter, dessen tragende und funktionelle Kunststoffkomponenten im PolyJetTM-Verfahren additiv gefertigt wurden. Zwei bewegte Achsen zeigen zwei unterschiedliche Lösungen für einen gedruckten rotatorischen Antrieb. Mehrere Strukturbauteile wie beispielsweise der Leichtbaugreifer wurden über Simulation mit Software der Firma Altair optimiert. Die additive Fertigung erlaubte eine hohe Funktionsintegration, eine geringe Anzahl an Bauteilen und eine besonders leichte Konstruktion.

 

Gabriel Dämmer, Projektmitarbeiter bei Festo, sagt: „Unabhängig davon, ob Additive Manufacturing für das Erstellen von Prototypen oder für die Herstellung von Endprodukten in Betracht gezogen wird, ist das Verständnis und die Integration der technologischen Fähigkeiten und Möglichkeiten in spezifische Designprozesse unerlässlich. Die Entwicklung des DIMAP SCARA gibt uns aus erster Hand Erfahrungen mit Multi-Material Additive Manufacturing im Bereich der pneumatischen Leichtbauroboter“.

 

Das Unternehmen cirp produzierte die Kunststoff-Komponenten des Roboters auf Anlagen aus dem Hause Stratasys. Zum Einsatz kamen sowohl neue Tinten der verschiedenen Partner als auch Standardmaterialien von Stratasys.

cirp zeige das einzige Exemplar des DIMAP Roboter auf der Messe Formnext (Halle 3.1 Stand F11 + G10).

Leo Schranzhofer, Projektleiter von DIMAP, sagt: „DIMAP gibt uns einen Einblick in die zukünftigen Möglichkeiten des PolyJetTM-Drucks, schön dargestellt mit dem Roboter DIMAP SCARA, entwickelt von Festo und gedruckt von cirp. Das Ergebnis von DIMAP öffnet die Tür zu einer neuen Generation von hochfunktionalen Produkten“.

 

 

cirp: Das Unternehmen mit Sitz in Heimsheim bei Stuttgart fertigt seit 1994 Kunststoffteile als Prototypen und Kleinserien für die unterschiedlichsten Industrien mit additiver Fertigung und im Spritzguß. Zu den Verfahren im Hause cirp gehören PolyJetTM, Stereolithographie, Lasersintern, FDM, Vakuumgießen, CNC-Fräsen. www.cirp.de Standnummer auf der Formnext: Halle 3.1 Stand F11 + G10

 

Festo: Die Festo AG ist gleichzeitig Global Player und unabhängiges Familienunternehmen mit Sitz in Esslingen am Neckar. Das Unternehmen liefert pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik für 300.000 Kunden der Fabrik- und Prozessautomatisierung in über 35 Branchen. Produkte und Services sind in 176 Ländern der Erde erhältlich. Weltweit rund 20.100 Mitarbeiter in 61 Ländern mit über 250 Niederlassungen erwirtschafteten 2017 einen Umsatz von ca. 3,1 Mrd. €. Davon werden jährlich rund 8 % in Forschung und Entwicklung investiert. Im Lernunternehmen beträgt der Anteil der Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen 1,5 % vom Umsatz. Lernangebote bestehen aber nicht nur für Mitarbeiter: Mit der Festo Didactic SE bringt man Automatisierungstechnik in industriellen Aus- und Weiterbildungsprogrammen auch Kunden, Studierenden und Auszubildenden näher. www.festo.com

 

PROFACTOR: PROFACTOR ist ein außeruniversitäres Forschungsunternehmen mit Standorten in Steyr und Wien, Österreich. PROFACTOR konzentriert sich in der Forschung auf zwei Schwerpunkte.

Der Fortschritt bei industriellen Assistenzsysteme und die Etablierung additiver Mikro/Nano-Fertigung sind für die Wettbewerbsfähigkeit der „Fabriken der Zukunft“ von elementarer Bedeutung. In beiden Forschungsfeldern können wir auf langjährige Expertisen aus nationalen und internationalen Forschungsprojekten aufbauen. www.profactor.at

 

Stratasys:

Stratasys ist ein weltweit führender Anbieter im Bereich der additiven Fertigung oder der 3D-Drucktechnologie und Hersteller von FDM® und PolyJet™ 3D-Druckern. Die Technologien des Unternehmens werden eingesetzt, um Prototypen, Fertigungswerkzeuge und Produktionsteile für die Industrie, einschließlich Luft- und Raumfahrt, Automobil, Gesundheitswesen, Konsumgüter und Bildung, herzustellen. Seit 30 Jahren helfen Stratasys-Produkte den Herstellern, die Entwicklungszeit, die Kosten und die Markteinführungszeit zu verkürzen, die Werkzeugkosten zu reduzieren oder zu eliminieren und die Produktqualität zu verbessern. Das Stratasys 3D-Druck-Ökosystem aus Lösungen und Fachwissen umfasst: 3D-Drucker, Materialien, Software, Expertendienstleistungen und On-Demand-Teileproduktion. Online unter: www.stratasys.com , http://blog.stratasys.com und LinkedIn.

Stratasys ist eine eingetragene Marke und das Stratasys-Siegel ist eine Marke der Stratasys Ltd. und/oder ihrer Tochtergesellschaften oder verbundenen Unternehmen. Alle anderen Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber.

 

DIMAP: www.dimap-project.eu

3D-gedruckten Roboter DIMAP SCARA zeigt das Potential der PolyJetTM-Technologie, (c) Festo