Forschungsprojekte

Forschungsprojekt RobReLas

Gefördert wird dieses Projekt durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie durch die Freie und Hansestadt Hamburg.

Das automatisierte Generieren und Rekonditionieren stellt den Stand der Technik in der Industrie dar. Das Generieren und Rekonditionieren kennzeichnet in diesem Zusammenhang Verfahren der Fügetechnik zur automatisierten Herstellung von endkonturnahen Komponenten bzw. zur automatisierten Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit von Komponenten durch globale oder lokale Reparaturstrategien mit Hilfe der Füge- und Beschichtungstechnologie.

Das fügetechnische Generieren und Rekonditionieren von Komponenten aus den Bereichen des allgemeinen Maschinenbaus, der Luftfahrt und der Medizintechnik, kennzeichnet eine ressourcenschonende und energieeffiziente Fertigung. Die generative Fertigung bietet zudem gegenüber der konventionellen Fertigung wirtschaftliche Vorteile, insbesondere wenn es sich um die Herstellung von Prototypen handelt. Die lokale Rekonditionierung stellt weiterhin ein Reparaturverfahren dar, mit dem die Lebensdauer einer Komponente oder einer Anlage nach einer Beschädigung verlängert und so die Nachhaltigkeit verbessert werden kann.

Gerade in Zeiten der Globalisierung gilt es, durch innovative Verfahren in der Reparaturschweißung den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Dabei werden die Anforderungen an die Reparaturverfahren in technische und wirtschaftliche Faktoren differenziert, wobei das letztere immer mehr dominiert. Durch die Optimierung von Arbeitsabläufen sowie durch die Automatisierung von Prozessen wird versucht, diesen Anforderungen gerecht zu werden. Das Laserauftragschweißen stellt hier eine Alternative zu den konventionellen Reparaturmethoden dar und bietet gleichzeitig Vorteile hinsichtlich der Zugänglichkeit, Verzug und Qualität. Weiterhin hat dieses Verfahren ein hohes Potential für die Automatisierung.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens RobReLas wird an der HAW-Hamburg am Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik (IWS) ein roboterbasierter, automasisierter Prozess (3D-Druckprozess) für die Rekonditionierung von dünnwandigen Komponenten mittels Laserauftragschweißen entwickelt.

Die Besonderheit des Projektes besteht in der Ausarbeitung einer Methodik, um dünnwandige Komponenten mit einem herkömmlichen Industrieroboter in Kombination mit einem kostengünstigen Laserscanner-System ohne den Einsatz zusätzlicher Software automatisiert und reproduzierbar zu rekonditionieren.

Das zu realisierende Vorgehen ist in Abbildung 1 dargestellt.

Die automatisierte Rekonditionierung startet mit dem Scannen der Bauteiloberfläche. Alle Punkte im Scanstrahl werden aufgezeichnet. In der Abbildung 1 ist der Scanstrahl über einem Bauteil dargestellt. Die relevanten Punkte des Scanprofils sind in der mittleren Abbildung des Scans einer Ebene verdeutlicht. Diese gelb markierten Punkte entsprechen dem relevanten Bereich des Scanstrahls, gem. Abbildung 2, rechts.

Der Scanner ermittelt eine Punktewolke, die so gefiltert wird, dass die relevanten Kantenpunkte übrig bleiben. Als Kriterium wurden die z-Koordinaten der Punkte herangezogen und die Punkte mit einer bestimmten Abweichung eliminiert werden. Die Filterkriterien wurden experimentell ermittelt. Aus den gefilterten Werten wird anschließend eine mathematisch definierte Ebene erstellt, die der zu rekonditionierenden Ebene entspricht.

 

Forschungsprojekt DigiNetAir

20 Experten aus sieben Institutionen decken die im Spannungsfeld von Technologie, Wirtschaft und Bildung benötigten Kompetenzen in dem Forschungsverbund ab. Als interdisziplinäres und eng vernetztes Team vereinen wir damit Expertise aus den Bereichen Digitalisierung & Technologie, Lernen & Arbeiten sowie New Work & Change Management für den Luftfahrtstandort Hamburg.

Die beteiligten Institutionen

Mit dem Hamburg Centre of Aviation Training – Lab (HCAT+) koordiniert eine anerkannte Plattform für die Vernetzung von Bildung, Wirtschaft und Innovation in der Luftfahrt das Gesamtvorhaben. Der HCAT+ hat für das Projekt eine eigene Vernetzungs-​ und Transferstelle eingerichtet. Er bringt u.a. Kompetenzen aus den Bereichen Luftfahrtindustrie, agiles Projektmanagement und „New Work“, Vernetzung sowie Durchführung von EU-​Projekten ein.

Hanse-​Aerospace vertritt seit 1996 die Interessen der mehr als 150 Mitgliedsunternehmen aus der Luft- und Raumfahrtindustrie und ihren mehr als 14.000 Mitarbeitern. In vielfältigen Arbeitsgruppen und mit innovativen Projekten wie DigiNet.Air gestaltet der Verband die Zukunft der Luft- und Raumfahrtindustrie aktiv mit und ermöglicht den Mitgliedsunternehmen, direkt von diesem Wissen zu profitieren. Zudem ermöglicht es Hanse-​Aerospace auch kleinen Unternehmen, sich auf den wichtigsten Messen zu präsentieren.

Seit 2001 ist die Hanseatic Engineering & Consulting Association, kurz HECAS, einer der wichtigsten Impulsgeber für die Norddeutschen Luftfahrtstandorte. Der Verband, der aus führenden Engineering-​Dienstleistungsunternehmen aus dem Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik besteht, vertritt die Belange von weit über 5500 hochqualifizierten Aerospace-​Spezialisten aus 18 Mitgliedsunternehmen und sorgt durch seine Verbandsarbeit in Politik, Wirtschaft und Bildung für den Erhalt der Arbeitsplätze und deren Ausbau in technologisch hochinteressanten Bereichen. Im Projekt DigiNet.Air begleitet, unterstützt und vertritt HECAS KMUs.

Das Hamburger Institut für Berufliche Bildung (HIBB) besteht seit dem 1. Januar 2007 als eigenständiger Landesbetrieb der Behörde für Schule und Berufsbildung (BSB). Es umfasst die 32 staatlichen berufsbildenden Schulen und die Zentrale. Aufgaben der HIBB-​Zentrale sind die Steuerung, Beratung und Unterstützung der Schulen sowie die Weiterentwicklung der beruflichen Bildung und die Schulaufsicht.
Dr. Sandra Garbade, Geschäftsführerin des Hamburger Instituts für Berufliche Bildung (HIBB):
„Im Rahmen der bestehenden HCAT-​Kooperation ist DigiNet.Air ein zukunftsweisender Baustein, der sehr gut in die Bestrebungen des HIBB zur Erweiterung der digitalen Aus- und Weiterbildung passt. Gern bringen wir unsere Erfahrung, unser Fachwissen und unsere Kompetenzen im Bereich Bildung und Luftfahrt ein, um gemeinsam mit den Partnern im Pilotprojekt DigiNet.Air digitales Lernen in der Luftfahrt voranzutreiben.“

Die HAW Hamburg (Hochschule für Angewandte Wissenschaften), Fakultät Technik und Informatik, bringt sich mit Ihren Kompetenzen aus den Bereichen Produktionsmanagement (Prof. Dr.-Ing. Randolf Isenberg) und Flugzeugbau (Prof. Dr.-Ing. Thomas Kletschkowski) in die Umsetzung der technischen und konzeptionellen Projektinhalte ein. Die HAW Hamburg stellt insbesondere die Technologien der Industrie 4.0 Anwendungen im Mittelstand mittels CoBots, Virtual-​, Augmented Reality und Cyber Physical Systems mit Mikrocontrollern und Künstlicher Intelligenz zur Verfügung. Zusätzlich wird Beratung und Begleitung für die Geschäftsprozessintegration und hochschuldidaktische Expertise für die Entwicklung von Bildungsmodulen geboten.

Der Bildungsverbund NORDBILDUNG ist eine Initiative der Verbände NORDMETALL und AGV NORD und besteht, neben den Verbänden, aus einem Partnernetzwerk von sieben Bildungsunternehmen der Wirtschaft im Norden. NORDBILDUNG unterstützt die Unternehmen aus der Metall-​ und Elektroindustrie und andere Branchen mit zielführenden Bildungsangeboten. Das Angebotsportfolio der NORDBILDUNG umfasst Beratungen, Seminare und Veranstaltungen zu nahezu allen betrieblichen Fragestellungen auf Fach- und Führungskräfteebene. Mit dieser Expertise unterstützen wir die teilnehmenden Unternehmen und das Projektteam vor allem im Themenkomplex Arbeit 4.0.

Das Institut für Technische Bildung und Hochschuldidaktik (ITBH) der Technischen Universität Hamburg bietet die beruflichen Fachrichtungen Medien-​, Elektro-​ und Informationstechnik sowie das Unterrichtsfach Arbeitslehre/Technik für das Lehramt an. Im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten stehen die Themenfelder Digitalisierung, Kompetenzorientierung und innovative Bildungskonzepte. Im Projekt DigiNet.Air begleitet das ITBH die didaktische Entwicklung und Umsetzung von Lernräumen.

 

Forschungsprojekt MeRITec

Gefördert wird dieses Projekt durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie durch die Freie und Hansestadt Hamburg.

 

Mensch-Roboter-Interaktion in der Schweißtechnik