Individualisierte Produkte in der Massenfertigung

Fraunhofer Leitprojekt „Go Beyond 4.0“ nutzt 3D-Druck und Laserverfahren

Sechs Fraunhofer-Instituten ist es gelungen, durch digitale Druck- und Laserverfahren die Individualisierung von Bauteilen in Massenproduktionsumgebungen zu realisieren. Dadurch ergeben sich völlig neue Möglichkeiten für Design und Gewichtsreduktion durch Materialeinsparungen.

Synergien aus sechs Fraunhofer Instituten: Das Leitprofjekt "Go Beyond 4.0". /Bild: Fraunhofer

Die Fraunhofer-Instituten ENAS, IFAM, ILT, IOF, ISC und IWU haben Techniken entwickelt, mit digitalen Druck- und Laserverfahren z.B. Leiterbahnen, Sensorik und Hightech-Beleuchtungsmodule individuell und in Bauteile integriert, herzustellen. Damit können Bauteile in der Massenproduktion individualisiert werden, sodass sich neue Möglichkeiten für Design, Materialersparnis und Gewichtsreduktion ergeben.
Der Bedarf an individualisierten Bauteilen mit anspruchsvollen elektrischen oder optischen Funktionalitäten in der industriellen Fertigung wächst seit Jahren. Mittels digitaler Druck- und Lasertechniken, die in existierende Massenfertigungsumgebungen integriert werden können, können jetzt völlig neue Produkte entstehen.

„In der Massenfertigung Unikate herzustellen scheint zunächst paradox. Wenn man aber die digitalen Fertigungstechnologien Inkjet-Druck und Laserbearbeitung geschickt in Umgebungen der Massenfertigung integriert, können die Produkte In-Line individualisiert werden“, erklärt Professor Reinhard Baumann vom Fraunhofer ENAS, Projektkoordinator des Fraunhofer-Leitprojektes „Go Beyond 4.0“.

Anhand dreier Demonstratoren konnten die Wissenschaftler die Einsatzfähigkeit digitaler Druck- und Laserverfahren zeigen. Unter www.go-beyond-four-point-zero.de ist ein Film zu „Go Beyond 4.0“ abrufbar, der diese und weitere Anwendungsmöglichkeiten zeigt.

Dies sind die drei Beispiele:

Demonstrator „Smart Door“ – Fertigungsdomäne Automobilbau
Am Beispiel von Autotüren wird demonstriert, dass Leiterbahnen mit Hilfe von Druck- und Laserverfahren direkt auf Karosserieteile appliziert werden können. Das so hergestellte Bauteil ist leichter und es entfällt der spätere, manuelle Einbau eines Kabelbaums.

Demonstrator „Smart Wing“ – Fertigungsdomäne Luftfahrt
In Leichtbauanwendungen der Luftfahrt können Temperatursensoren, Signalleitungen und Sensoren gedruckt und in die faserverstärkten Verbundwerkstoffe (CFK und GFK) der Tragflächen integriert werden. In die gedruckten Heizstrukturen werden Sensoren eingebunden, die ein Enteisen von Tragflächen ohne Chemikalien und das Erheben von Messdaten für das Bordmanagement ermöglichen.

Demonstrator „Smart Luminaire“ – Fertigungsdomäne Beleuchtung
Optisch transparente Körper, wie Linsen, die zum Beispiel Schriftzüge oder Logos projizieren, konnten mit 3D-Druck- und Laserverfahren hergestellt werden. Dies ermöglicht die Integration von Leiterbahnen und LEDs in das Volumen der transparenten Optik. Damit entstehen komplexe Beleuchtungselemente, die das unmittelbare Einblenden von dynamischen Informationen ermöglichen.

Das Fraunhofer-Leitprojekt "Go Beyond 4.0" ist ein eigenfinanziertes Vorlaufforschungsprojekt der Fraunhofer-Gesellschaft und wird durchgeführt von den Fraunhofer-Instituten ENAS, IFAM, ILT, IOF, ISC und IWU. Ziel des Programms ist es, Synergien zu erzielen, indem mehrere Fraunhofer-Institute an der Lösung aktueller Herausforderungen der Industrie gemeinsam arbeiten. Fraunhofer investiert in das Leitprojekt „Go Beyond 4.0“ über die Laufzeit von drei Jahren acht Millionen Euro.

Weitere Informationen dazu:
www.go-beyond-four-point-zero.de
www.fraunhofer.de/de/forschung/fraunhofer-initiativen/fraunhofer-leitprojekte.html