Inhalte der Online-­Ausgabe 5-2026 


Foto: KIT / wbk

E. Uhlmann, Technische Universität Berlin, Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF); Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin
Produktionssysteme im Spannungsfeld wirtschaft­licher und soziotechnischer Herausforderungen
Die industrielle Produktion steht vor tiefgreifenden Veränderungen durch Digitalisierung, Nachhaltigkeitsanforderungen, volatile Liefer­ketten und Fachkräftemangel. Dadurch gewinnen Anpassungsfähigkeit, Resilienz und datengetriebene Entscheidungsprozesse zunehmend an Bedeutung. KI-gestützte Ansätze bieten Potenziale zur Bewältigung dieser Komplexität, erfordern jedoch eine hohe Datenqualität und 
die enge Verzahnung von Forschung und Praxis. Die Beiträge dieser Ausgabe zeigen aktuelle Entwicklungen und innovative Lösungen aus den Bereichen additive Fertigung, Schleif- und Fügetechnik sowie ­Robotik und Mobilität. 

E. Uhlmann, F. Unger, TU Berlin, IWF; Fraunhofer IPK, Berlin
Additive Fertigung von Hartmetall
Aufgrund stark unterschiedlicher thermophysikalischer Eigenschaften von Wolframkarbid (WC) und Kobalt (Co) ist die additive Fertigung von WC-Co mittels pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen (PBF-LB/M) besonders anspruchsvoll. Multi-Laser-Belichtungsstrategien ­erweitern das Verfahren durch zusätzliche, räumlich und zeitlich ­abgestimmte Energieeinbringung innerhalb einer Schicht. Durch 
eine Nachbelichtung mit einem zweiten Laser wird die relative Dichte von ρ_rel,ref = 93,30 % auf ρ_rel= 97,46 % erhöht. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-6

S. Zeidler, S. Henschel. J. Fleischer, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), ­wbk Institut für Produktionstechnik
Fehlstellen im Laser-Sintern mit Endlosfasern
Die additive Fertigung von ­endloskohlenstofffaserverstärkten Kunststoffbauteilen (CFK) ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung ­komplexer Bauteile für diverse Branchen. Laser-Sintern als Verfahren konnte erst vor Kurzem zur Herstellung von CFK befähigt werden. Während die Integration validiert wurde, sind die Mechanismen hinter dem Prozess nicht vollständig verstanden. In diesem Beitrag werden erste Einflüsse der Prozessparameter auf die resultierende Porosität vorgestellt, um die Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen als Schlüssel zu einer Prozessoptimierung zu erforschen. 
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-12

M. Mehner, F. Schwarz, S. Schabel, J. Fleischer, wbk, KIT, Karlsruhe
Fertigung von Strukturen mit Überhängen im WAAM
In dieser Arbeit wurde ein Modell entwickelt, um dünnwandige Strukturen aus unlegiertem Stahl mit Überhang im Wire-Arc-Additive-­Manufacturing herzustellen. Ziel war es, komplexere Geometrien 
für nonplanaren Druck zu ermöglichen. Nach Vorversuchen und ­einem Central-Composite-Design Versuchsplan zeigte sich: Bei ­konstanter Materialaustragsrate beeinflusst die Druckgeschwindigkeit die Geometrie am stärksten, unabhängig vom Wandwinkel. Eine ­Validierung der Ergebnisse erfolgte am 3D-Benchy. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-19

D. Schröder, S. Henschel, J. Fleischer, KIT, wbk, Karlsruhe
Maschinenmodul zum sequentiellen Hairpin-Twisten
Die klassische Prozesskette zur Produktion von Hairpin-Statoren für elektrische Traktionsmotoren ist stark werkzeugbasiert, insbesondere der Prozessschritt des Twistens der Hairpin-Wicklung. In diesem ­Beitrag wird ein einfaches Maschinenmodul vorgestellt, das einen ­flexiblen, ­sequentiellen Twistprozess ermöglicht. Es besteht aus einem Industrieroboter, einem einfachen Twistwerkzeug sowie verschiedenen Sensoren zur Prozessüberwachung und der zugehörigen Steuerungs­logik. 
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-26

D. Merz, S. Schabel, J. Fleischer, wbk, KIT, Karlsruhe
Spektrale Überwachung beim Hairpin-Schweißen
In dieser Arbeit wird untersucht, ob sich definierte Einflussgrößen beim Laserschweißen von Hairpins für Elektromotoren im multispektralen Prozessleuchten abbilden lassen. Auf Basis einer strukturierten Versuchs­reihe wurden die Stirnseitengeometrie, die Laserfokuslage 
und der Pinwerkstoff analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine klare ­Differenzierung geometrischer Variationen, einen Trend bei Fokusänderungen, jedoch keine signifikante Materialabhängigkeit.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-35

T. Klein, A. Schwertner, A. Puchta, J. Fleischer, wbk, KIT, Karlsruhe
Robotergestütztes Endeffektorsystem
zum Heißdrahtschneiden
Die steigende Nachfrage nach ­individualisierten Produkten erfordert flexible Produktions­systeme. Hierbei stehen robotergestützte Systeme im Fokus, diese weisen jedoch oft nicht die notwendige Steifigkeit für hochpräzise Bearbeitungsprozesse auf. Als flexibler Ansatz für Zahnräder und Getriebe wird das Drahterodieren mit zwei ­Robotern betrachtet. Hierfür wurde ein Endeffektorsystem ­entwickelt, wodurch ein Heißdraht am Roboter fixiert ­beziehungsweise variabel gestreckt und gestaucht werden kann. Das Schneiden beliebiger Geometrien in Polymerschaum wurde nachgewiesen, wodurch das Potenzial zweier Roboter im Wire-EDM-Prozess gezeigt werden konnte. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-41

E. Uhlmann, Y. Li, X. Feng, V. H. Wohlfahrt, TU Berlin, IWF
Multisensorische Prozessüberwachung 
beim CO₂-Strahlen
Das flüssige Hochdruckstrahlen mit CO₂ (HDCO₂-Strahlen) bietet als trockenes, rückstandfreies und umweltfreundliches Fertigungsverfahren ein vielversprechendes Potenzial für den Materialabtrag und die Oberflächenbearbeitung. Um einen stabilen flüssigen CO₂-Strahl mit ­ausreichender Prozesskraft zu erzeugen, muss das CO₂ im Strahlsystem auf definierte Temperatur- und Druckzustände konditioniert werden. Dies erfordert eine Prozessüberwachung des CO₂-Strahlsystems. In dieser Arbeit wird die Auslegung und Integration von Durchfluss-, Druck- und Temperatursensoren in ein bestehendes Hochdruck-CO₂-Strahlsystem beschrieben. Durch experimentelle Untersuchung wird auf Basis der Datenanalyse der Zusammenhang zwischen den CO₂-Phasenumwandlungen im HDCO₂-Strahlprozess und der resultierenden Prozessstabilität analysiert. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-48

A. Bekston, D. Biermann, Institut für Spanende Fertigung (ISF), Dortmund
Experimentelle Validierung der Kühlschmierstoff­strömung im Einlippentiefbohren durch CFD-gestützte Strömungsanalyse
Insbesondere bei Tiefbohr­prozessen ist die effiziente Kühlschmierstoffversorgung entscheidend für Prozessstabilität und Werkzeugstandzeit. Ziel der Arbeit ist die experimentelle Validierung numerischer Strömungssimulationen beim Einlippentiefbohren. Hierzu werden CFD-Simulationen mit einer experimentellen Strömungsvisualisierung kombiniert. Die Ergebnisse zeigen eine inhomogene Strömungsverteilung sowie eine unzureichende Versorgung der Schneidenecke, die sowohl numerisch als auch experimentell konsistent nachgewiesen wird. Die gute Übereinstimmung belegt die Aussagekraft des Modells und bildet eine belastbare Grundlage für gezielte Optimierungen der Kühlschmierstoffführung. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-57

 
E. Uhlmann, J. Henning, M. Walter, TU Berlin, IWF
Analyse der Werkzeugdeformation beim Bandschleifen
In diesem Beitrag wird das ­Deformationsverhalten elastischer Werkzeugsysteme beim Bandschleifen untersucht. Anhand quasistatischer Druck­ver­suche, Zentrifugalkraftmessungen und kontaktmechanischer Analysen werden die Einflüsse von Kontaktrollenhärte h_k und Schleifbandunterlage auf Normalkraft F_n, Kontaktfläche A₀ und effektive ­Zustellung a_e,eff analysiert. Die Ergebnisse zeigen ausgeprägte nicht­lineare Zusammenhänge mit direktem ­Einfluss auf Prozessstabilität und Arbeitsergebnis. 
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-65

E. Uhlmann, A. Rozek, E. Berg; S. Gröger, S. Stöckel, S. Fiebig, TU Berlin, IWF; Technische Universität Chemnitz, Professur Fertigungsmesstechnik
Lokale Geometrieeffekte beim Strömungsschleifen
Diese Arbeit untersucht den Einfluss von Durchmesseränderungen Δd in der Ausgangsgeometrie sowie von Strömungsrichtung und Volumenstrom  des abrasiven Mediums auf die geometrischen Eigenschaften strömungsgeschliffener Werkstücke. Die Ergebnisse zeigen, dass die Strömungsrichtung einen signifikanten Einfluss auf die Art der lokalen Effekte hat und die Höhe der Durchmesseränderungen Δd sowie die Höhe des Volumenstroms die lokale Änderung des Zeitspanungvolumen Q_w wesentlich beeinflussen. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-73

M. Maier, B. Denkena, B. Bergmann, IFW Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Leibniz Universität Hannover, Garbsen
Mehr Kornhaltekraft in galvanischen Schleifstiften
Galvanisch nickelgebundene Dentalschleifwerkzeuge sind mit Umwelt- und Gesundheits­risiken verbunden. Im Forschungsprojekt „GreenDentalGrind“ wird daher eine nachhaltige Kupferbindung als Alternative entwickelt. Durch den Einsatz titanbeschichteter Diamantkörner und eine prozessintegrierte Wärmebehandlung zur Bildung von Titankarbid soll die Anbindung der Körner verbessert und eine vergleichbare Leistungsfähigkeit zu konventionellen ­Nickelsystemen erreicht werden. 
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-83

E. Uhlmann, J. Polte, T. Hocke, C. Lahoda, TU Berlin, IWF
Glattdrücken als wirtschaftliche Finishingstrategie
Diese Arbeit analysiert die ­prozessseitigen Einflussgrößen beim Glattdrücken mit monokristallinen Diamantsphären der Aluminiumlegierung EN AW-5083 zur gezielten Optimierung der Oberflächeneigenschaften. Im untersuchten Parameterbereich konnte die Eingriffs­breite a_e als maßgebliche Einflussgröße identifiziert ­werden, während Vorschubgeschwindigkeit v_f und Zustell­tiefe a_Z einen untergeordneten Einfluss aufwiesen. Der arithmetische Mittenrauwert konnte insgesamt um mehr als 80 % auf Ra = 14 nm reduziert werden. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-87

M. Lorenz, S. Stribick, R. Pahmeyer, Fraunhofer-Institut 
für Produktionstechnik und ­Automatisierung IPA, Stuttgart
Vakuumhärten von Holzwerkzeugen
Kombiniertes Vakuumlöten und härten ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung von Holzbearbeitungswerkzeugen mit Stahlgrundkörpern. Dieser Beitrag stellt ein validiertes transientes FE-Modell vor, das 
die Temperaturverteilung während Halte- und Abkühlphase abbildet. ­Verschiedene Szenarien untersuchen den Einfluss von Werkzeug­durchmesser und -länge, Positionierung und Werkzeuganzahl auf 
das ­Temperaturfeld. Die Ergebnisse liefern konkrete Handlungs­empfehlungen für optimale Beladungsstrategien. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-93

E. Uhlmann, M. Polte, T. Pache, F. Triebel, N. Bergström, TU Berlin, IWF; Fraunhofer IPK, Berlin
Genauigkeitslimitierung in der Fehlerkompensation
Die Arbeitsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen wird durch Prozesskraft-induzierte Verlagerungen des tool center points limitiert. Eine aktive Kompensation kann die resultierenden geometrischen Abweichungen am Bauteil reduzieren. In diesem Beitrag wird das Kriech­verhalten einer zweiachsigen piezoaktuierten Kompensations­einheit ­experimentell bestimmt und mathematisch modelliert. Ein analytischer Kriechoperator beschreibt den nichtlinearen ­Zusammenhang mit ­einem RMSE ≤ 0,152 µm und bildet die Grundlage für eine genauigkeitssteigernde Vorkompensation. 
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-05-105