LogiMAT_2017

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Innovationen

Wenn das Werkstück zu „sprechen“ beginnt

Mit RFID-Technik ist der Aushärteprozess von Faserverbundbauteilen künftig unter Kontrolle

aserverbundbauteile, wie sie

zum Beispiel im Flugzeug-,

Boots- oder Fahrradbau einge-

setzt werden, sind sehr leicht und

halten extremen Belastungen

stand. Diese Composite-Bauteile

bestehen aus einer Verbindung

von Fasern und Harzen, die über

Stunden unter Hitze und Druck

aushärten müssen. Während die-

ses Prozesses ist es noch immer

ein Problem, den Grad der Aus-

härtung zu überwachen. Ein klei-

ner Transponder soll hier künftig

helfen. Ihn zu entwickeln ist Auf-

gabe eines neuen Forschungspro-

jektes, in dem das Faserinstitut

Bremen (FIBRE) und das Bremer

Institut für Produktion und Logis-

tik (BIBA) an der Universität Bre-

men zusammenarbeiten.

„Curing-Transponder“ heißt das

dreijährige Vorhaben (Curing –

Aushärten). Neben dem BIBA und

dem FIBRE sind mehrere Indust-

riepartner an dem Projekt betei-

ligt. Bei seinen Forschungen hat

das Konsortium Glas- und Kohlen-

stofffaserbauteile (GFK und CFK)

im Fokus. Sie setzen an mehre-

ren Punkten entlang deren Ferti-

gungs- und Produktzyklen an und

nutzten die RFID-Technik (Radio

Frequency Identification) als Basis

für eine intelligente Optimierung

von Prozessen. Projektziel ist es,

einen sogenannten „RFID-Curing-

Transponder“ zu entwickeln, der

in Composite-Bauteile integriert

werden kann, um stets aktuell,

online und aus dem Bauteil her-

aus Auskunft über den Aushärte-

grad des Faser-Harz-Systems er-

halten zu können. Möglich wird

das durch eine Messmethode, die

den in das Bauteil eingebetteten

Transponder als Sensor nutzt.

Die Informationen werden so ge-

speichert und bereitgestellt, dass

sie für die Analyse und Optimie-

rung von Fertigungsprozessen

wie zum Beispiel für die Verkür-

zung der Prozesszeiten im Auto-

klav eingesetzt werden können.

Der Autoklav ist ein Druckbehäl-

ter, in dem die Faserverbundbau-

teile bei Temperaturen bis 200° C

und Drücken bis 8 bar über etliche

Stunden aushärten müssen. „Der

RFID-Curing-Transponder muss

also auch unter schwierigsten Be-

dingungen zuverlässig arbeiten“,

sagt BIBA-Wissenschaftler Dipl.-

Wi.-Ing. Marius Veigt.

Die Daten, die über den Herstel-

lungsprozess gesammelt werden,

gehen an ein wissensbasiertes Ex-

pertensystem. Auch dieses wird im

Projekt entwickelt. Es soll später

einmal dazu in der Lage sein, wei-

tere Informationen wie Position,

Temperatur, Bauteilkennzeichnung

und Fertigungsrestriktionen von

verschiedenen Bauteilen in Zusam-

menhang zu setzen und darüber

die Produktionsschritte effizient

steuern können.

„Durch die Möglichkeit, den Aus-

härtegrad zu überwachen, wer-

den sich die Prozesszeiten im Au-

toklav verkürzen lassen“, ist Veigt

überzeugt. „Mit den Entwicklun-

gen in diesem Projekt können zu-

dem auch weitere Prozessschritte

digitalisiert und das gesamte Pro-

duktleben im Sinne von Industrie

4.0 dargestellt werden. Dadurch

ergibt sich nicht nur ein Mehrwert

für die Bauteilhersteller, sondern

unter anderem auch für die Bau-

teilkunden und für die Logistiker.“

Im Autoklav müssen Faserverbundbauteile bei 200° Celsius und Drücken bis 8 bar über Stun-

den aushärten. Ein Transponder soll dies künftig überwachen.

Foto: Haindl Kunststoffverarbeitung

Future Work Lab makes Work 4.0 tangible and offers services

Innovation laboratory for work, people and technology at Fraunhofer Campus in Stuttgart features hands-on demonstrators

In what directions is work devel-

oping? How can we best harness

the potential of new technologies

for our work? As digitalization

transforms processes and servic-

es as well as factory floors, many

new questions arise. The recently

opened Future Work Lab in Stutt-

gart offers answers and innova-

tive approaches to these issues.

Industrial work is changing. Digi-

talization and the intelligent net-

working of people, machines and

objects are coming to knowledge

work, manufacturing work, ser-

vices and the interfaces of all

these. As a response to this de-

velopment, socio-technical work

systems are also changing, as are

work organization and design.

There is a growing need for flex-

ibility and mobility. New forms

or work organization are already

emerging when it comes to the

division of work. For example,

shift workers can coordinate with

each other at short notice via

smartphone, as demonstrated by

Fraunhofer IAO’s “KapaflexCy”

project, which has already been

implemented.

New forms of human-

machine interaction

“This is precisely where our in-

novation laboratory, the Future

Work Lab, comes in,” says Prof.

Wilhelm Bauer, executive direc-

tor of Fraunhofer IAO. “Work is

changing; it’s becoming faster,

more dynamic and more flexible.

This produces new forms of hu-

man-machine interaction. In our

innovation laboratory, we want to

show people this transformation

process using specific demonstra-

tors, so that they can experience

the upcoming change now.”

The Future Work Lab, an innova-

tion laboratory for work, people

and technology, originated under

the direction of Fraunhofer IAO on

the Fraunhofer Campus in Stutt-

gart. In May 2017, it will move to

the nearby ARENA2036 research

campus. In the laboratory, four

institutes pool their expertise

in the area of Industrie 4.0: the

Fraunhofer Institute for Industrial

Engineering (IAO), the Fraunhofer

Institute for Manufacturing En-

gineering and Automation (IPA),

and the University of Stuttgart’s

Institute of Human Factors and

Technology Management (IAT)

and Institute of Industrial Manu-

facturing and Management (IFF).

“Via the next industrial revolution

– Industrie 4.0 – the physical and

the digital world are increasingly

fusing together. New value chains

and worlds of work are emerging

along with a host of opportuni-

ties for companies and their em-

ployees,” says Professor Reimund

Neugebauer, president of the

Fraunhofer-Gesellschaft. “Fraun-

hofer is driving these changes for-

ward with key innovations such

as 5G, machine learning, cogni-

tive systems, greater resource

efficiency, safe human-robot col-

laboration and the sovereignty of

sensitive data.”

The Exo Jacket offers workers support during lif-

ting tasks and overhead work, allowing them to stay

healthier and work longer – a relevant benefit in view

of the ageing workforce.

Photo: Ludmilla Parsyak / Fraunhofer IPA