Fahrzeugbau

Die Intensität und Geschwindigkeit technologischer Umbrüche in der Industrie hat in den vergangenen Jahren enorm zugenommen. Ein Beispiel, das unmittelbar die Forschungsfelder des Fraunhofer IWU berührt, ist der Wandel in der Automobilindustrie – vom Fahrzeuglieferanten zum Mobilitätsanbieter, vom Verbrennungsmotor mit fossilen Treibstoffen zum umweltgerechten alternativen Antriebssystem, vom Menschen am Lenkrad hin zum autonomen bzw. automatisierten Fahren. Die Veränderungen am Markt und damit am Produkt erfordern neue Technologien, Prozessketten, Produktionsanlagen und Fabriken und stellen traditionelle Wertschöpfungsnetze in Frage.

Fertigungstechnologien

Als einer der großen aktuellen Trends in der Fahrzeugproduktion setzt der Leichtbau auf neue, vor allem hybride Werkstoffe. Um sie effizient verarbeiten zu können, bedarf es neuer Verfahren und Prozessketten. Einzelbauteile, häufig aus unterschiedlichen Materialien mit spezifischen Eigenschaften, werden zu integralen Komponenten zusammengefasst und in hybriden Prozessketten gefertigt, wodurch nachfolgende Montage- und Fügeoperationen in den eigentlichen Herstellprozess integriert werden. Der Vorteil ist klar: Zusatzoperationen und erheblicher Logistikaufwand lassen sich einsparen. Das Fraunhofer IWU bietet das Know-how für passgenaue produktionstechnische Lösungen auf diesem Gebiet.

Produktionssysteme

Die Produktion von morgen wird eine andere sein – speziell in der Fahrzeugindustrie. Strukturen und Prozesse müssen deutlich effizienter, flexibler, menschengerechter und nachhaltiger gestaltet werden. Die hierzu nötigen technischen und organisatorischen Umwälzungen betreffen Produkte, Fertigungstechnologien und Produktionssysteme. Dazu gehören beispielsweise wandelbare Fertigungslinien und Produktionsanlagen, robuste Prozesse, regelbare Werkzeuge, automatisierte Logistiksysteme, effiziente Infrastrukturen – die ganze Fabrik. Um sie zu gestalten, kommen neue Planungsmethoden und Planungstools auf Grundlage von Vernetzung, Smart Analytics und Simulation zum Einsatz.

Mechatronische Komponenten

Neben der serientauglichen Herstellung von faserverstärkten Leichtbaustrukturen liegt ein Schwerpunkt der Forschungsarbeiten am Fraunhofer IWU auf der Integration mechatronischer Komponenten in diese Materialien. Mithilfe von Aktoren und Sensoren aus Formgedächtnislegierungen lässt sich nicht nur eine dauerhafte und ermüdungsfreie Belastungsüberwachung von Bauteilen erzielen, auch die Geometrie und Steifigkeit der Strukturen kann geregelt eingestellt werden. Die Nutzung bekannter Verfahren mit hoher Produktivität wie z. B. Pultrudieren, Spritzgießen oder Extrudieren ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung in Mittel- und Großserie. Anwendungsbeispiele sind kompakte Lüftungsregelungen, einstellbare Flügelgeometrien oder die Überwachung von Strukturkomponenten.

IuK für die Produktion

Fertigungsprozesse und Produktionssysteme in der Fahrzeugproduktion werden zunehmend komplexer. Da moderne Komponenten der Informations- und Kommunikationstechnik die Produktion immer stärker durchdringen, steht parallel dazu auch eine große Menge unterschiedlicher Daten zur Verfügung. Wie aber lassen sich diese Daten verarbeiten und als Informationen so zur Verfügung stellen, dass sie in komplexen Produktionsszenarien unterstützend wirken? Eine Voraussetzung dafür ist die Erhöhung der Fertigungstransparenz. Sehr große Datenmengen müssen aus unterschiedlichsten Quellen zuverlässig und hochperformant erfasst und analysiert werden. Die gewonnenen Informationen gilt es, zeitgerecht für alle Funktionsebenen in der Produktion bereitzustellen und zu visualisieren.