Die industrielle Fertigung befindet sich in einem rasanten Wandel, hervorgerufen durch die zunehmende Kundenindividualisierung und schrumpfende Losgrößen. Diese Veränderungen erfordern innovative Lösungen, um Bauteile flexibler, effizienter und ressourcenschonender zu produzieren. An der Universität Siegen werden daher neue Werkzeugkonzepte entwickelt, die diesen Herausforderungen gerecht werden sollen. Das Forschungsprojekt, geleitet von Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel und Prof. Dr. Ulf Lorenz, wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit rund 568.000 Euro bis 2027 gefördert.
Im Fokus des Projekts „Kinematisches werkzeuggebundenes Profilbiegen durch Transformer-Werkzeuge“ steht die Verbesserung von Umformtechniken, die in der industriellen Fertigung oft als starr und wenig flexibel wahrgenommen werden. Traditionell erfordern diese starren Umformwerkzeuge meist für jede neue Geometrie ein eigenes Werkzeug, was zeit- und kostenintensiv ist. Das Forschungsteam entwickelt daher alternative Werkzeugkonzepte mit segmentierter, verstellbarer Bauweise, um verschiedene Bauteilgeometrien mit einem Werkzeugsatz zu realisieren.
Neue Ansätze für eine nachhaltige Produktion
Die steigende Nachfrage nach Kleinserien und die Notwendigkeit von nachhaltigem Wirtschaften sind klare Indikatoren dafür, dass die Umformtechnik vor großen Herausforderungen steht. Die DFG fördert seit 2023 innovative Ansätze, die nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch Ressourcen schonen. Fortschrittliche algorithmische und mathematische Strukturoptimierungsansätze werden dabei zur Erforschung neuer Designs genutzt. Ziel ist es, die Fertigung flexibler und effizienter zu gestalten, was in engem Zusammenhang mit der globalen Ressourcenwende steht.
In der Produktion der Zukunft sind Unternehmen gefordert, ihre Prozesse nachhaltig zu gestalten. Der Klimawandel und Ressourcenknappheit sind entschiedene Faktoren, die eine wachsende Nachfrage nach umweltfreundlichen Produkten und effizienten Herstellungsverfahren hervorrufen. Digitale Technologien treiben den Wandel in der Produktion voran und ermöglichen flexiblere und effizientere Prozesse. Die Produktion der Zukunft wird zudem durch den Einsatz von Recycling und der Wiederverwendung von Materialien geprägt, um den Ressourcenverbrauch zu minimieren.
Die Rolle neuer Technologien
Innovative Technologien sind entscheidend für die Minimierung von Abfällen und die Senkung des Energieverbrauchs. Digitale Technologien, wie Sensoren, IoT-Geräte und Datenanalysen, optimieren Produktionsprozesse in Echtzeit und sind Grundpfeiler des Konzeptes „Smart Production“. Darüber hinaus eröffnet der metallpulverbasierte 3D-Druck neue Perspektiven zur Funktionalisierung von Werkzeugen. Dabei werden nicht nur Transformer-Werkzeuge erforscht, sondern auch Holzwerkzeuge, 24h Werkzeuge und Sekundärwerkzeuge.
Die langfristige Vision des Forschungsteams an der Universität Siegen beinhaltet die Entwicklung hochflexibler „intelligenter Werkzeuge“, die mit Sensoren und Aktuatoren ausgestattet sind. Diese Werkzeuge sollen sich automatisch an wechselnde Anforderungen anpassen können und somit zu hochflexiblen Fertigungsprozessen führen. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Politik ist notwendig, um diesen Wandel aktiv zu gestalten und die Potenziale der Digitalisierung voll auszuschöpfen.
