Workshop „Digitalisierung in der Werkstoffherstellung"

Präsenzveranstaltung / 20. September 2022, 12:00 bis 16:00 Uhr

Workshop „Digitalisierung in der Werkstoffherstellung"

Trends & Herausforderungen

Lieferketten geraten durch internationale Krisen unter Druck. Gleichzeitig erfordern die Klimaschutzziele drastische Maßnahmen bei der Steigerung der Material- und Energieeffizienz. Neue Produkte müssen deshalb schneller und – im Hinblick auf den Ressourcenverbrauch – zielgerichteter entwickelt sowie nachhaltiger gefertigt werden.

Wettbewerbsvorteil mit KI

Ein Ansatz ist die radikale Reduktion der Entwicklungszeiten durch ICME (Integrated Computational Materials Engineering). Ein anderer die Unterstützung in der Fertigung durch digitale Zwillinge, 3D-Druck, neuartige Sensorik und AR (Augmented Reality). Extrem wirksam ist hierbei die Vernetzung computerbasierter Methoden mit experimentellen Techniken. Herkömmliche Computersimulationsverfahren werden sehr erfolgreich durch KI-Methoden ergänzt. Betrachtet wird dabei die gesamte Entwicklungskette für neue metallische oder keramische Bauteile von der ersten Einsatzplanung bis zur Serienfertigung.

Zielgruppe

Unsere Veranstaltung lädt Experten der energieintensiven Werkstoffbranchen – z. B. aus der Keramik-, Feuerfest- und Metallindustrie sowie Ofenbauer und Werkstoffhersteller – ein, sich auszutauschen und zu vernetzen. Angesprochen werden F&E-Leiter, technische Leiter, Produktionsleiter, Entwickler sowie Mitarbeitende aus den genannten Branchen. Lernen Sie andere Teilnehmende kennen und empfehlen Sie den Termin in Ihrem Netzwerk!

Weitere Informationen: Bayern Innovativ GmbH

Veranstaltungsdetails

Programm

13:00-13:10 Uhr Begrüßung
Prof. Dr. Friedrich Raether, Leitung Fraunhofer-Zentrum HTL, Bayreuth
Peter Steidl, Stellvertretende Leitung CNW, Bayern Innovativ GmbH, Nürnberg

13:10-13:30 Uhr Effektive Thermoprozesse mit Hilfe digitaler Zwillinge
PD Dr. Gerhard Seifert, Teamleiter Simulation, Fraunhofer-Zentrum HTL, Bayreuth

13:30-13:50 Uhr Digitalisierung als ein Haupthebel zur Produktionsverbesserung
Dr. Samuel Grandthyll, Data Scientist, Villeroy Boch AG, Mettlach
Michael Gebauer, Senior Manager Production, Villeroy Boch AG, Mettlach

13:50-14:10 Uhr Der begehbare Digitale Zwilling - Integration von immersiven Technologien in industrielle Prozesse
Linda Rudolph, Wissenschaftlerin im Bereich Augmented Reality, Technische Universität München, München

14:10-15:10 Uhr Kaffee- und „Netzwerkpause“

15:10-15:30 Uhr Nachhaltige Keramikherstellung mit digitalen Hilfsmitteln
Michael Müller, Bereichsleiter Engineering, Rauschert Heinersdorf-Pressig GmbH, Heinersdorf-Pressig

15:30-15:50 Uhr Digitale Produktentwicklung
Dr. Holger Friedrich, Teamleiter Keramiken und pulvermetallurgische Werkstoffe, Fraunhofer-Zentrum HTL, Bayreuth

Ab 15:50 Uhr Technikumsführung und Get together

Bei der Führung werden neuartige Tools zur digitalen Produkt- und Prozessplanung vorgeführt. Außerdem werden Versuchsanlagen gezeigt, die speziell für die Validierung von Modellvorhersagen entwickelt wurden. Schließlich werden Messgeräte und Sensoren vorgeführt, die Eingangsdaten für die Simulation liefern.

Mehr Infos zu den Vorträgen finden Sie unten.

Veranstaltungsort

Fraunhofer-Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL
Gottlieb-Keim-Straße 62
95448 Bayreuth

Datum

20. September 2022, 12:00 bis 16:00 Uhr

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Organisation

Die Organisation erfolgt in Kooperation mit der Bayern Innovativ GmbH. Unterstützt wird die Veranstaltung durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie.

Mehr Infos zu den Vorträgen

Wärmebehandlungen verursachen einen Großteil des Energieverbrauchs in der industriellen Produktion, besonders wenn sehr hohe Temperaturen, wie etwa zum Sintern von Pulvermetallen oder Keramikbauteilen, nötig sind. Zugleich hängen Produktqualität und Ausschussquote maßgeblich von einer gezielt ausgelegten und kontrollierten Prozessführung ab. Digitale Zwillinge eröffnen schon jetzt die Möglichkeit, die optimalen Prozessbedingungen für Energieeffizienz und Produktqualität am Computer zu entwickeln und können perspektivisch für die intelligente Ofensteuerung eingesetzt werden. Am Fraunhofer HTL wurden hierfür zuverlässige, auf präzisen Messdaten beruhende Modellierungen des Materialverhaltens und der realen thermischen Situation der Produkte im Industrieofen entwickelt, die weitgehend universell für die meisten Keramiken und Pulvermetalle anwendbar sind.

Der Einsatz der Digitalisierung in der keramischen Produktion hat bereits zu spürbaren Verbesserungen geführt. Der keramische Fertigungsprozess ist mehrstufig und die einzelnen Schritte lassen sich nicht wie in anderen Industrien einfach benchmarken, so dass die Bewertung erst über die finale Qualität in der 100% Endkontrolle erfolgen kann. Hier unterstützt die Erfassung relevanter Parameter über den ganzen Prozess die Produktionsziele zu erfüllen, die hohe Qualität der Markenprodukte sicherzustellen und den Prozess transparenter zu erfassen. Wesentlich ist hierbei die Verbindung von manuellen Eingaben, wie Messungen an Stichproben und Material, sowie Maschinendaten. In den letzten Jahren wurden im Wesentlichen Methoden wie Korrelationsanalysen und Prozess Mining eingesetzt, aktuell sind auch erste Digitale Zwillinge und KI-Lösungen im Einsatz.

Sowohl immersive Technologien, wie Augmented und Virtual Reality als auch die Digitalisierungen von Industrieanlagen haben im letzten Jahrzehnt deutlich Fahrt aufgenommen. Verteilte Industriestandorte, Fachkräftemangel und der gesellschaftlich und pandemiebedingt geforderte Wandel hin zu mehr verteiltem, kollaborativen Arbeiten fügen der Situation die Notwendigkeit der Integration von Fernunterstützungslösungen hinzu. Dieser Vortrag beschreibt, wie die zukünftige Arbeit in immersiven, verteilten Industrieszenarien aussehen kann und welche Schritte Unternehmen heute tun können, um diesen Wandel gemeinsam mit ihren Mitarbeitern zu gestalten.

Digitale Techniken werden bei Fa. Rauschert mit zunehmendem Erfolg in der computerunterstützten Montage sowie der Wärmeprozessoptimierung und dem Smart Service von Industrieöfen eingesetzt. Sie verbessern die Flexibilität und Nachhaltigkeit in der Produktion. Der Vortrag bringt Anwendungsbeispiele, die auch für andere Unternehmen hilfreich sein können.

Hohe Innovationsraten und kurze Produktzyklen setzen effiziente Tools zur Bauteilentwicklung voraus. Digitale Methoden, wie z. B. die Nutzung von fundierten Materialdatenbanken, Mikrostruktureigenschaftssimulationen und thermodynamischen Berechnungen, FE-Methoden zur lastgerechten Auslegung und topologieoptimiertem Design sowie Qualitätskontrollen, die im besten Fall gleich als Input für weitere Prozessverbesserungen herangezogen werden, stellen wertvolle Möglichkeiten dar, den Entwicklungsprozess entlang der gesamten Prozesskette zu unterstützen. Eingerahmt in das sog. Integrated Computational Materials Engineering (ICME) werden wichtige Tools anhand von Beispielen vorgestellt.