Projekt

24h-Produktion mit 3D-Druck

Ein wichtiger Bestandteil der Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie sind Forschungsprojekte, die StudentInnen der Technischen Hochschule OWL in enger Abstimmung mit den CIIT-Partnerunternehmen bearbeiten. Drei Studenten der technischen Informatik haben im Sommersemester 2022 die Idee einer durchgängigen Produktion aufgegriffen und den ersten Schritt dieses langfristigen Projekts erfolgreich umgesetzt.

Neben dem Internet of Things (IoT) ist der 3D-Druck eine der bedeutendsten Schlüsseltechnologien für Industrie 4.0. Laut einer Umfrage der Bitkom nutzen 86 Prozent der Befragten den 3D-Druck bereits oder planen zumindest eine Adaption. Vorteile sind die Fertigung individueller Produkte, die Überbrückung von Lieferengpässen für kritische Bauteile und maximale Flexibilität in der Produktion.

Von der Idee zum Projektstart
Die Unternehmen ISI Automation und Weidmüller haben im Jahr 2021 begonnen, eine vollständig automatisierte 24h-Produktion für individuelle Produkte auf Basis einer additiven Fertigung aufzusetzen. In der Anfangsphase besteht diese aus zwei 3D-Druckern, teilautomatisiert mit der Software Octoprint. Beide Drucker sind in ein Netzwerk mit Zugang zum Internet integriert und können darüber organisiert, überwacht und mit Druckaufträgen versorgt werden. Ein fünfachsiger Roboter von igus und eine weitere externe Achse sorgen für das Be- und Entladen.
Der TÜV Süd wird sich im weiteren Verlauf des Projekts der Themen security und intellectual property annehmen.

Robotik in Betrieb nehmen und Prozesse aufsetzen
Prof. Dr. Henning Trsek betreut die Studenten und achtet darauf, dass die Aufgaben den Prüfungsanforderungen entsprechen. Zunächst erfolgte die Einführung in das Projekt:

  1. Aufbau einer automatisierten Werkstückentnahme: Eine der Druckstationen druckt auf entnehmbare Stahlbleche, die magnetisch auf dem Druckbett gehalten werden. Mit einem Roboter soll der Austausch eines Bleches gegen ein anderes automatisiert werden.
  2. Erweiterung der Entnahme und Neubestückung auf die zweite Druckstation: Der Roboter wird um eine externe Linearachse erweitert. Mit dem Verfahrweg von drei Metern wird der Wirkbereich auf beide Druckstationen ausgeweitet.

Praxisnah und vielfältig haben sich die Studenten während der Umsetzung mit verschiedenen Themen befasst:

  • Mechatronik: Konzeption, Planung und Beschaffung sowie Integration von Handlingsroboter und Linearachse in die vorhandene Infrastruktur
  • Elektronik: Integration der neuen Komponenten in ein Gesamtkonzept. Erweiterung von Sensorik und Aktorik
  • Software: Aufbau und Integration der neuen Komponenten in das gesamte Steuerungskonzept bis zur Integration in das ISIPlus® MES System
  • Monitoring: Grafana Integration, Prometheus Integration, Integration in das ISIPlus® Alerting System