Projekte

ePiTec

Effiziente Photonikproduktion durch intelligente Technologie (ePiTec)

Programm: PDA Forschung für Produktion
Bekanntmachung: Produktionsanlagen für Wachstumsmärkte - intelligent einfach und effizient
Wettbewerb: Produktionsanlagen für Wachstumsmärkte - intelligent einfach und effizient

Kurzbeschreibung:
Im Verbundprojekt ePiTec soll ein Demonstrator für eine Produktionsanlage für die spanende Präzisionsbearbeitung von Formeinsätzen aus Stahl zur Herstellung von Hightech-Produkten aus dem Bereich Photonik entwickelt, gebaut und getestet werden. In die Anlage wird Messtechnik zur Prozessüberwachung und -steuerung sowie zur Qualitätssicherung integriert. Die Anlage ist durch die konsequente Vernetzung von Prä-, In- und Post-Prozessschritten durch innovative Datenformate und Schnittstellen gekennzeichnet. Die Weiterentwicklung von Einzeltechnologien sowie die durchgängige Automatisierung und Verknüpfung dieser münden in einer optimierten Fertigungstechnologie, die den hohen Anforderungen heutiger Bauteile gerecht wird und deren effiziente Herstellung erstmalig ermöglicht.

www:
http://www.ipt.fraunhofer.de/de/kompetenzen/Produktionsmaschinen/Projekte/epitec.html

Projektdauer: 01.01.2016 − 31.12.2018

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Michael Petzold
Telefon: +49 721 608-31469
E-Mail: michael.petzold@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemlage
Mikrostrukturierte Optiken finden zunehmend Anwendung in Beleuchtungs- aber auch abbildenden Systemen. Die Vorteile sind mannigfaltig, so lassen sich z.B. in der Beleuchtung Gradienten zwischen hell-dunkel-Bereichen gezielt einstellen. In der abbildenden Optik können durch Fresnellisierungen voluminöse Optiken miniaturisiert werden (z.B. Datenbrille).
Die derzeitige Überführung der geometrischen Daten der optischen Bauteile in die Anlagensteuerung geschieht über individuell programmierte Berechnungsvorschriften auf Basis von mathematischen Programmen und führt zu extremen Datenmengen, die insbesondere konventionelle Maschinensteuerungen überfordern. Konsequenzen daraus sind gegenwärtig entweder eine unzureichende Auflösung der Bearbeitungsbahnen oder extrem lange und unwirtschaftliche Prozesszeiten.
Aufgrund der Empfindlichkeit der so generierten Oberflächen ist ein taktiles Messen in der Regel nicht möglich. Berührungslose, optische Messtechnik stößt ebenfalls an ihre Grenzen und falls Teildaten gewonnen werden können, so existiert aktuell keine Möglichkeit der Datenrückführung für eine gezielte Analyse und Fehlersuche.

Zielstellung
Das Projektziel besteht darin, die aktuell bestehenden Defizite bei der Herstellung hochpräziser Bauteile durchgängig abzubauen durch neue Entwicklungen in den Bereichen Design- und Simulationssoftware, Maschinen-, Fertigungs- und Messtechnik sowie durch die durchgängige Prozessverknüpfung und Automatisierung einzelner Schritte in einer Gesamtlösung. Im Rahmen des Projekts soll eine neuartige Produktionsmaschine entwickelt und aufgebaut werden, in die die entwickelten Module integriert werden.

Vorgehensweise
Zur Erreichung der Ziele wird eine Automatisierungslösung zur Herstellung komplexer High-Tech-Produkte vom Design über die Fertigung bis zur Messtechnik erarbeitet. Neben der Entwicklung einer Spanntechnik zum mikrometergenauen Austausch von Präzisionsbauteilen von der Vorfertigung über die Bearbeitung bis hin zur Bauteilvermessung wird die Standardisierung der Datenformate erforscht. Anschließend werden Schnittstellen zur durchgängigen Kommunikation entlang der Wertschöpfungskette von der Entwicklung bis zur Qualitätssicherung entwickelt und erprobt. Anhand des Demonstrators zur Herstellung optischer Komponenten für einen LED-Frontscheinwerfer wird der Projekterfolg auf einer Bearbeitungsmaschine überprüft und anschließend auf weitere Applikationsbereiche übertragen.

Ergebnisverwertung
Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens erzeugen am Produktionsstandort Deutschland einen unmittelbaren Mehrwert für die innovative Bearbeitung von komplexen Photonikprodukten. Durch die Orientierung an einem realen Demonstrator aus der Automobilbranche liefert das Vorhaben wertvolle Impulse für Industrie und Wissenschaft und zeigt unmittelbare Transferchancen in Schlüsseltechnologien, wie der Medizintechnik oder der Energieforschung auf.
Nach Projektende werden die Projektpartner die einzelnen Komponenten sowie die gesamte Produktionsanlage zur Marktreife bringen und diese sowohl in der eigenen Produktion einsetzen als auch am Markt anbieten.

Publikationen

Industrie 4.0
Autor: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Erscheinungsjahr: 2017
Beschreibung: Die Broschüre stellt ausgewählte Projekte vor, die sich mit den Schlüsselfaktoren von Industrie 4.0 befassen. Sie regt dazu an, sich intensiver mit Industrie 4.0 zu beschäftigen und die Weiterentwicklung zu begleiten. In dieser Broschüre, Auflage 2017, stellen sich neben Projekten, zugeordnet dem Referat Produktion und Dienstleistung; Zukunft der Arbeit, diesmal auch interessante Projekte der Referate Datenwissenschaft, Informationstechno­logien; Industrie 4.0, Elektronik; Autonomes elektrisches Fahren und Kommunikationssysteme; IT-Sicherheit vor.

Download und kostenfreie Bestellung über die Publikationsliste des BMBF mit der Bestellnummer 30916.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu