Editorial der Ausgabe 11/12-2020 11.01.2021, 15:30 Uhr

Die Herausforderungen der Produktionstechnik von heute und morgen

Wachsende Vernetzung, mehr Flexibilität in Fertigungsprozessen, individualisierte Produkte sowie eine gesteigerte Energie- und Ressourceneffizienz sind Herausforderungen der Produktionstechnik von heute und morgen.

Bedeutende Bausteine, um diese Herausforderungen zu bewältigen, sind die Digitalisierung im Rahmen von Industrie 4.0 und die Optimierung von Fertigungsprozessketten. Wichtig ist dabei die übergreifende Betrachtung der Funktionseigenschaften während der Prozess- und Produkt­planung, um robuste Systeme bei gleichzeitig hoher Fertigungsflexibilität gewährleiten zu können. Die sogenannte datengetriebene Modell­bildung kann in der Messtechnik durch sensorisch generierte Daten und deren Fusion erfolgen.

Neben der eigentlichen Messgrößenerfassung können beispielsweise durch Smarte- und Soft-Sensoren gesteigerte Prüffrequenzen und eine Reduktion der Messunsicherheiten erreicht werden. Eine modulare Verknüpfung von Prüftechnik, Simulations­ergebnissen und Prozess­wissen kann mittels geeigneter Datenfusion erfolgen und damit die Maschinenverfügbarkeit sowie die Produktqualitäten verbessern. Die in den Prozess integrierte Qualitätssicherung und autonome Produktionssteuerungen erlauben so eine Steigerung der Ressourceneffizienz von Fertigungsprozessen.

Ergänzend dazu ist eine weitere Möglichkeit zur Steigerung der Energie- und Ressourcen­effizienz in der Fertigung, die Optimierung der Produktionsprozesskette durch die Veränderung und Verbesserung einzelner Prozessschritte. Der effizienteste Weg zum Erreichen dieser Verbesserungsziele ist die Ergänzung der bisherigen maschinenbaulichen und fertigungstechnischen Kernkompetenzen durch anforderungsgerechte neue Ansätze. Insbesondere geht es bei der hochpräzisen Fertigung darum die Beanspruchbarkeit von Bauteilen zu erhöhen und dadurch die langfristige Erfüllung der vorgegebenen Eigenschaften zu erhalten und zu verbessern, um schlanke sowie ressourcen­effiziente Bauteile zu erreichen. Um die Anforderungen zu erfüllen, lassen sich mehrere Prozessschritte vereinen und auf diese Weise alternative hybride Fertigungsstrategien umsetzen. Werkzeugseitig kann das Ressourcen­effizienzpotenzial durch eine verbesserte Verschleißfestigkeit umgesetzt werden, wodurch wesentlich aufwands- sowie kostenärmer produziert werden kann.

Um der Herausforderung, die Optimierung und Flexibilisierung von Fertigungs­prozessen zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz zu bewältigen, können verschiedene innovative Methoden einen wichtigen Beitrag leisten.

Den Leser erwarten deshalb in der Ausgabe 11/12-2020 der wt Werkstattstechnik online interessante Fachbeiträge mit zielführenden Ansätzen, um mit diesen aktuellen Herausforderungen in der Produktionstechnik umzugehen. Insbesondere liegt der Schwerpunkt auf der integrierten Fertigungsmesstechnik sowie hocheffizienten und präzisen Fertigungs­prozessen.

Von Volker Schulze

Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulzeleitet den Bereich Fertigungs- und Werkstofftechnik am wbk Institut für Produktionstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Bild: wbk / KIT

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