FaPlaMult | Planung flexibler additiver Fertigungsfabriken unter Berücksichtigung der Multimaterialverarbeitung

Die zunehmende Nachfrage sowie die steigenden Herausforderungen an die Fabrik durch z. B. die Multimaterialverarbeitung verdeutlichen daher den Bedarf nach neuen Ansätzen in der Fabrikplanung. Gerade durch die hohe Produktflexibilität und den Einsatz in der Einzel- bis Kleinserienfertigung ergeben sich bereits in der Planungsphase Anforderungen, welche die Grundlage für den zukünftigen Fabrikbetrieb definieren. Die Komplexität der Fabrikplanung steigt durch den parallelen Einsatz von unterschiedlichen, teils reaktiven Pulvermaterialien in einem Fertigungsprozess sowie durch die zukünftige Planung der Produktvarianten basierend auf einer ungenauen Datengrundlage.

Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung einer Methode zur Planung einer additiven Fabrik für die Additive Fertigung mechatronischer Multimaterialbauteile. Im Zuge dessen sollen die verfahrensspezifischen Anforderungen und deren Umsetzung im Rahmen der Fabrikplanung Beachtung finden. Der erste Teil des Projekts (Technologieplanung) befasst sich mit der Entwicklung einer Methode zur Klassifizierung von Technologien und deren Kombination zu Technologieketten, die im Planungsprozess einer additiven Fabrik hinsichtlich der Optimierung angewendet wird. Beim zweiten Teil des Projekts (Produktionssystemplanung) liegt der Fokus auf der Auslegung eines Produktionsprozesses und des Layouts, um die Entwicklung einer Methode zur Planung einer additiven Fertigungsfabrik zu ermöglichen.

Das zentrale Ergebnis der Technologieplanung stellt ein methodisches Vorgehensmodell dar, welches für die Erstellung von Technologieketten von mechatronischen Multimaterialbauteilen erforderlich ist. Dazu wurde eine methodische Vorgehensweise für die systematische Identifizierung und Bewertung relevanter Technologien entlang der additiven LBM-Prozesskette entwickelt. In diesem Zusammenhang wurden Technologien anhand von Technologiesteckbriefen und eines Technologieradars aufbereitet und bewertet. Aufbauend auf einer Vorauswahl dieser Technologien hinsichtlich Ihrer Eignung für die Produktionsaufgabe, lassen sich somit alternative Technologieketten planen und bewerten. Dazu wurde ein weiteres methodisches Vorgehen entwickelt. Mit diesem ist es möglich, die multimaterialspezifischen Anforderungen an eine Technologiekette gegenüber der Monomaterialverarbeitung systematisch zu identifizieren und deren Leistungsfähigkeit bzw. Anpassungsbedarf zu ermitteln sowie eine technisch-wirtschaftliche Bewertung vorzunehmen. Im weiteren Projektverlauf erfolgt die Entwicklung der Methode für die Produktionssystemplanung.