Flex4Beton - Entwicklung eines formflexiblen Schalungswerkzeugs zur Herstellung gekrümmter Beton-Elemente

Bei besonders repräsentativen Gebäuden sowie im Kulturbereich besteht seitens der Bauherren und Architekten oft der Wunsch, optische Akzente durch den Einsatz dreidimensional gekrümmter Freiformflächen zu setzen. Diese Strukturen lassen sich durch klassischen Schalungsbau in Beton in der Regel nur mit enormen Arbeits- und Ressourcenaufwand bewerkstelligen. Es ist hier üblich, für jede Freiformfläche eigene Schalungsmodule, bestehend aus tragenden Grundelementen und 3D Schalungskörpern, zu entwickeln und aufzubauen. Gekrümmte Schalungselemente werden heute überwiegend vorgefertigt und auf der Baustelle für den Betoneinbau positioniert. Als Schalungsmaterial werden üblicherweise Holz sowie Kunststoffschäume und Platten eingesetzt. Neben dieser sogenannten Ortbetonbauweise werden geometrisch komplexe Betonbauteile auch im Fertigteilwerk produziert und als vorgefertigte Bauteile an die Baustelle angeliefert.

Projektziel: In dem Projekt Flex4Beton soll ein formflexibles Werkzeug (Multi-Point Tool) entwickelt werden, mit dem dreidimensional gekrümmte Geometrien im Betonfertigteilbau einfach, schnell und kostengünstig realisierbar sind.

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MoCap4Robots - Entwicklung eines Verfahrens mit der dazugehörenden Hardware, das ein KMU in die Lage versetzt, schnell, einfach und offline einen Roboter zu programmieren

In dem hier beantragten Forschungsvorhaben soll ein Verfahren mit der dazu gehörenden Hardware entwickelt werden, das ein KMU in die Lage versetzt, schnell, einfach und offline einen Roboter zu programmieren. Die Offline-Programmierung unter den Prämissen geringer Kosten und eines einfachen Handlings für den Bediener/Programmierer stellt eine kostengünstige Lösung für besonders flexible Roboterprogrammierung in der industriellen Fertigung dar. Um dieses Ziel zu erreichen, werden bestehende Vorarbeiten der Ohm miteinander kombiniert. Beim Abschluss dieses Forschungsvorhabens wird ein Prototyp einer Programmierzelle (Arbeitsfläche mit 4 Kameras) mit angepasster Software zur Verfügung stehen, mit dem ein realer Industrieroboter einfach und schnell für bestimmte Fertigungsaufgaben programmiert werden kann.

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Open Bionic Innovation - Ein Innovationsmanagementkonzept zur interdisziplinären Problemlösung in der Produktentwicklung

Um im globalen Wettbewerb langfristig bestehen zu können, sind von technischer Seite sowohl geschickte Produktoptimierungen als auch innovative Neuentwicklungen von großer strategischer Bedeutung für Unternehmen. Open Innovation bietet hier den Ansatz, mit einer über die Unternehmensgrenze hinausgehenden Methodik die Ideengenerierung zu fördern und damit die Innovationsfähigkeit des Unternehmens aufrechtzuerhalten. Die Bionik wird als eine der zehn weltweit bedeutendsten Innovationstechnologien gehandelt, da die Übertragung biologischer Wirkprinzipien in technische Anwendungen teilweise ganzheitlich neue Lösungsansätze verfolgt und Innovationssprünge in der Produktentwicklung erst ermöglicht. Der Nachteil ist allerdings, dass die Analogien zur Natur erst gebildet und passende biologische Wirksysteme ausfindig gemacht werden müssen. Zur Analyse des Wirkprinzips wird dabei oft spezifisches Fachwissen aus der Biologie benötigt, welches dem Ingenieur in der Regel nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus gibt es wenige Werkzeuge, die Technikern den Zugang zu entsprechenden biologischen Erkenntnissen verschaffen, um eine systematische, bionische Produktentwicklung bzw. -optimierung zu ermöglichen. Bestehende Assoziationsdatenbanken liefern Lösungsansätze, verfügen aber nur über stationäres Wissen und können nur begrenzt auf individuelle Problemstellungen eingehen.

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Rapid Metal Parts

Wie geht 3D Drucken mit Metall? Dem 3D-Drucken mit Metall liegt die Technologie des Selektiven Laserschmelzens / Selective La-ser Melting (SLM) zu Grunde. Bei diesem Fertigungsverfahren wird mit Hilfe eines Laserstrahls Metallpulver an bestimmten Stellen (selektiv) aufgeschmolzen. Durch die Anwendung des Prozes-ses in zahlreichten Schichten übereinander wird ein festes metallenes Bauteil aus dem Metallpulver erzeugt. Auf Grund der Zuordnung zu den generativen Fertigungsverfahren und der Analogie zu heute weit verbreiteten Anlagen für Kunststoff („3D-Drucker“) wird das Selektive Laserschmelzen auch häufig als „3D-Drucken mit Metall“ bezeichnet.

FlexForCFK - Entwicklung eines prozessautomatisierten formflexiblen Werkzeugs zur Herstellung von CFK-Bauteilen

In Anbetracht des aktuellen Trends zur Energie- und Ressourcenschonung durch Leichtbau liegt ein möglicher Lösungsansatz in der Verwendung von Bauteilen aus CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff). Den Stellenwert dieser Thematik stellt eine Studie von Roland Berger/VDMA dar [1]: Demzufolge wird erwartet, dass der Bedarf an CFK-Bauteilen bis 2020 um jährlich 17% steigt. Um die Bauteile günstiger herstellen zu können, müssten aber im gleichen Zeitraum die Prozesskosten um ca. 40% gesenkt werden.

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FORPRO²

Bayerischer Forschungsverbund für effiziente Produkt- und Prozessentwicklung durch wissensbasierte Simulation Ziel des Forschungsverbundes ist die Effizienzsteigerung der virtuellen Produkt- und Prozessentwicklung durch die Schaffung eines auf Expertenwissen basierenden Simulations-Frameworks zur Eigenschaftsoptimierung von neuen Produkten. Die Ergebniserwartung ist die Bereitstellung des vom Produktentwickler situativ benötigten Simulationswissens in Abhängigkeit von charakteristischen Faktoren wie der Phase im Entwicklungsprozess, den eingesetzten Fertigungsprozessen und den individuellen Rahmenbedingungen. Der unternehmerische Nutzen ergibt sich aus verkürzten Enwicklungszyklen durch strategisch angeordnete und unter Zuführung von Expertenwissen durchgeführte Simulationsschritte. Daraus resultieren verbesserte Produkt- und Prozesseigenschaften unter verringertem Ressourceneinsatz und reduziertem Entwicklungsrisiko.

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OHM-Krabbler - Entwicklung eines neuartigen Spinnenroboters mit hydraulischen Aktuatorbeinen nach biologischem Vorbild und intuitiver Roboterbedienung

Der durch Spinnen inspirierte Laufroboter "Ohm-Krabbler" soll sechs bis acht Beine besitzen und in der Lage sein, Messgeräte, Kameras oder auch Versorgungselemente in gefährlichen Umgebungen auf unebenem Gelände zu transportieren, das mit heute bekannten Ketten- und Radfahrzeugen nicht mehr zugänglich ist.

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Technik studieren mit 3D-Lernmodulen

Eine erziehungswissenschaftlich fundierte, lernerorientierte Entwicklung, Erprobung und Evaluation von 3D-Lernmodulen für die Hochschullehre in technischen Fachbereichen Ein Großteil der Studierenden in naturwissenschaftlich-technischen Studiengängen steht - gerade in der Anfangsphase der Hochschulausbildung - angesichts einer enormen Komplexität der zu vemittelnden fachlichen Inhalte vor erheblichen Verständnisproblemen, was sich mitunter in einer hohen Abbruchquote niederschlägt. Deshalb und aufgrund des Nachwuchsmangels im MINT-Sektor soll mit diesem Projekt eine innovative, zusätzliche Methode der Inhaltsvermittlung für den Einsatz an der Hochschule im Hinblick auf die Verbesserung der Qualität der Lehre exploriert werden.

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CIV-Prozess - Aufbau eines entwicklungsprozessorientierten, computerintegrierten Dokumentations- und Visualisierungsprozesses für Montageabläufe - CIV-Prozess

Mit Hilfe der modernen 3D-CAD Systeme entstehen 3D-Modelle in der Konstruktion, die in anderen Firmenprozessen weiter bearbeitet werden.So beispielsweise in der Fertigung bei der Erstellung von Fräsprogrammen oder bei der Programmierung der Koordinatenmessmaschine.

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Rapid-Shaping - Entwicklung eines Rapid Shaping Verfahrens zur Herstellung von CFK-Bauteilen auf der Basis von Rapid Prototyping Grundkörpern

Schneller und günstiger mit 3D-Werkzeugen Autos sollen immer weniger Treibstoff verbrauchen oder ganz ohne Benzin auskommen. „Elektromobilität“ ist ein wichtiger Weg zu diesem Ziel, aber auch „Leichtbau“ spielt in der Fahrzeugbranche eine wichtige Rolle. Denn leichtere Autos verbrauchen auch weniger Kraftstoff. Um einen extremen Leichtbau umzusetzen, müssen Bauteile aus Kohlefaserkunststoffen (CFK) oder aus Glasfaserkunststoffen (GFK) hergestellt werden. An einem neuen Verfahren zur Herstellung von CFK-Bauteilen für Prototypen und Kleinstserien forscht nun das 3D-Visualisierungszentrum der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg. Die Paul und Helene Metz-Stiftung fördert das Projekt mit 29.700 Euro.

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Entwicklung einer vernetzten Notepad-Methode zur Ideen- und Innovationsfindung

Der kürzere Weg zur Innovation: An der Ohm-Hochschule kombiniert man Software und Kreativitätstechniken Entwicklungsaufgaben in Unternehmen werden immer komplexer und müssen in immer kürzerer Zeit erledigt werden, oft mit Partnern in unterschiedlichen Ländern. Logik, Intelligenz, Geld oder Routine allein helfen da nicht weiter – der kreative Prozess muss auf andere Weise unterstützt werden. An der Technischen Hochschule Nürnberg startet im Juni ein kooperatives Forschungsvorhaben der Professoren Dr. Michael Koch und Dr. Rüdiger Hornfeck, bei dem in der Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik eine neue Art des vernetzten kreativen Arbeitens erprobt wird. Die STAEDTLER Stiftung ist vom Erfolg der Idee überzeugt und finanziert das Projekt mit 39.700 Euro.

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FAMOS - Entwicklung einer expertenbasierten Fehler- und Änderungsmanagement-Methodik im Konstruktionsprozess

Zielsetzung des Projektes war es, eine expertenbasierte Fehlermanagement-Methodik zu entwerfen, welche eine einfache Fehlererfassung mittels einer strukturierten Speicherung von Fehlerwissen gewährleistet.

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CFK - Experimentelle Untersuchungen von Spannungen und Festigkeitseigenschaften an bauteilnahen CFK-Proben und Abgleich mit numerischen Berechnungsverfahren

Bauteile unterliegen während des Betriebs u. a. Belastungen aufgrund von Kräften und Momenten, die wiederum Bauteil- spannungen implizieren. Der Ingenieur hat nun die Aufgabe diese vorhandenen Bauteilspannungen aufgrund der äußeren Belastungen zu berechnen und diese dann mit den maximal zulässigen Spannungen der Bauteile zu vergleichen. Hierbei ist das Ziel, dass die vorhandenen Spannungen immer kleiner sein müssen als die zulässigen Spannungen. Durch die geometrische Gestaltung von Bauteilen (Einstiche, Nuten, Bohrungen, etc.), die durch die konstruktiven Anforde- rungen abgeleitet werden muss, kann beispielsweise bei gleichem Bauteilquerschnitt die vorhandene Bauteilspannung beeinflusst werden. Ein Grund hierfür ist die Verdichtung der Kraftlinien an der gekerbten Stelle.

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