Neuer Weltrekord für additive amorphe Metalle aufgestellt, Koordinatenmessgerät ausgezeichnet, Thermografie für die Qualitätssicherung von Windkraftanlagen eingesetzt, neue Roboterproduktion eröffnet, neuartiger Greifer entwickelt.
Meilenstein der additiven Fertigung
Heraeus präsentierte auf der Automate 2019 in Chicago ein additiv gefertigtes Zahnrad als Weltrekord im Bereich der amorphen Metalle. Das Bauteil wurde in einer Standard-SLM-Anlage mit Material aus dem Hause Heraeus gedruckt. Mit der Weltpremiere sprengt Heraeus die bisherigen Grenzen im 3D-Druck und eröffnet völlig neue Möglichkeiten im Design für unterschiedlichste Industriebereiche: von Automatisierungslösungen und Robotik über Luftfahrt, Medizintechnik bis hin zur Automobilindustrie.
Das von Heraeus 3D-gedruckte Zahnrad stellt die bisherigen Ergebnisse in den Schatten: Zwei Kilogramm bringt das additiv gefertigte kompakte Bauteil auf die Waage. Bisher waren aufgrund der erforderlichen hohen Abkühlraten von meist über 1.000 K/s nur kleine Teile aus amorphen Metallen herstellbar. Fünfzig Prozent Material- und damit Gewichtseinsparung erreichen die Material- und Prozessexperten dadurch, dass sie bei der Entwicklung des amorphen Zahnrads gleichzeitig seine Topologie optimiert haben. Heraeus hat jetzt die bestehenden Grenzen der Technik hinsichtlich Größe und Komplexität neu definiert und revolutioniert damit die Designmöglichkeiten, beispielsweise in der Automatisierungsbranche und in der Robotik. Den Weltrekord realisierte Heraeus mit einem handelsüblichen Laserschmelzdrucker.
Koordinatenmessgerät ausgezeichnet
Basierend auf der jüngsten Analyse des globalen Marktes für Koordinatenmessgeräte (KMG) zeichnete Frost & Sullivan die Wenzel Group am 20. März 2019 mit dem „Global New Product Innovation Award 2018“ für das revolutionäre Shopfloor KMG SF 87 aus. Durch ein größeres Messvolumen, eine geringere Stellfläche, einen größeren Betriebstemperaturbereich und eine nahtlose Integration in Automationslösungen, erfüllt die SF 87 alle Anforderungen für erfolgreiche Messungen in der direkten Produktionsumgebung.
„Die SF 87 hat ein Messvolumen von 800 mal 700 mal 700 Millimeter. Das ist das Dreifache des Messvolumens von Konkurrenzprodukten mit vergleichbarer Standfläche. Weitere Effizienzsteigerungen lassen sich durch den Einsatz leistungsstärkerer Tastköpfe und optischer Sensoren erreichen“, sagt Prem Shanmugam, Senior Berater und Program Manager bei Frost & Sullivan. „Bezeichnenderweise kann die SF 87 von Wenzel bei Temperaturen von bis zu dreißig Grad Celsius betrieben werden. Dagegen benötigen herkömmliche KMG etwa zwanzig Grad Celsius. Dies macht sie für den Einsatz in Fertigungshallen ungeeignet. Die SF 87 erreicht bei dreißig Grad Celsius eine Genauigkeit kleiner vier Mikrometer, bei zwanzig Grad Celsius kleiner 2,5 Mikrometer. Damit ist die Messlösung ideal für den Einsatz in der Werkstatt."
Thermografie für Qualitätssicherung
Da Windkraftanlagen, insbesondere im Offshore-Bereich, hohen Belastungen ausgesetzt sind, prüfen bisher Industriekletterer den Zustand der Rotorblätter regelmäßig per Sichtprüfung und Klopfen auf strukturelle Defekte. In der Praxis kommt mittlerweile auch die Methode der aktiven Thermografie zum Einsatz. Dazu wird Wärme auf die Oberfläche eines Rotorblatts eingebracht und die Temperaturverteilung mit Hilfe einer Thermografiekamera beobachtet. So lässt sich die Prüfung auf tiefliegende Defekte schneller und kontaktlos durchführen.
„Wir wollen das thermografische Verfahren so weiterentwickeln, dass es reproduzierbar und zuverlässig in der Praxis eingesetzt werden kann – sowohl während der Produktion als auch draußen im Feld“, erklärt Dr. Rainer Krankenhagen, Experte für thermografische Verfahren an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM).
Auf der Hannover Messe konnten sich Besucherinnen und Besucher im Detail über das Projekt „Thermofas - Thermografie für die Qualitätssicherung an Faserverbundwerkstoffen für die Windkraftbranche“ informieren. Die BAM stellt das Projekt am Messestand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie vor.
Roboter für Europa
Nach rund zweijähriger Bauzeit eröffnete der japanische Technologiekonzern Yaskawa jetzt seine neue Roboterproduktion sowie ein neues europäisches Robotik-Entwicklungszentrum am Standort Kočevje/Slowenien: Bereits seit Ende 2018 werden dort Motoman Roboter von Yaskawa aus rein europäischer Fertigung hergestellt. Das Investitionsvolumen liegt bei rund 25 Millionen Euro. Das neue Werk ergänzt die bestehenden Produktionsstätten in Japan und China und soll etwa achtzig Prozent des europäischen Bedarfs an Motoman-Robotern decken.
Unter den rund 300 geladenen Gästen bei der Eröffnung waren auch der slowenische Marjan Sarec, die EU-Kommissarin für Verkehr Violeta Bulc sowie weitere prominente Gäste aus Slowenien und ganz Europa.
Produziert werden in Kočevje zunächst vor allem Roboter der aktuellen Serie Motoman GP mit einer Traglast von sieben bis 225 Kilogramm. Die GP-Reihe umfasst kompakte und extrem leistungsfähige Handling-Roboter für besonders schnelle Füge-, Verpackungs- und allgemeine Handhabungsapplikationen. „GP“ steht für „General Purpose“, also für vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Die Sechs-Achser sind damit wahre Produktivitätstreiber.
Auf einer Brutto-Gesamtfläche von über 12.000 Quadratmeter, davon 10.000 für die Produktion, bietet das neue Fabrikgebäude aktuell Kapazitäten für die Herstellung von bis zu 10.000 Motoman-Robotern pro Jahr. Schrittweise sollen zudem bis zu 150 neue Arbeitsplätze entstehen, davon rund zehn Prozent in der Entwicklungsabteilung.
Greifen mithilfe von Wärme und Kälte
Wissenschaftler der Universität Kassel haben gemeinsam mit einer Ausgründung aus der Hochschule ein Produkt entwickelt, das bestimmte Abläufe in automatisierten Fabriken effizienter machen kann. Das Produkt ist beispielhaft für die enge Zusammenarbeit von Wissenschaft und Start-ups in der nordhessischen Großstadt.
Der sogenannte Polygreifer kann auf Roboterarme montiert werden und Werkstücke verschiedener Materialien greifen und tragen. Herzstück ist eine doppelschichtige Platine, die aus einem Aluminiumblech und einem aufgetragenen Spezialpolymer besteht. Diese Material reagiert auf Wärme und Kälte: Wird die Platine erwärmt, verformt sich das Polymer und schmiegt sich in Sekundenschnelle um winzig kleine Unebenheiten, die selbst glatte Materialien wie Glas oder Metalle aufweisen. Nach der Abkühlung der Platine haftet das Werkstück und kann umgesetzt werden. Wird die Platine anschließend erneut erwärmt, wird es wieder freigegeben.
Das thermoplastische Polymer ist eine Entdeckung des Fachgebiets Kunststofftechnik der Universität Kassel. Die technisch anspruchsvolle Verbindung zwischen Aluminium und Polymer entwickelte das Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren (tff). Das Start-up-Unternehmen eta opt, das von einem Absolventen der Universität Kassel gegründet wurde, bringt das Produkt zur Marktreife. Das Land Hessen förderte die Entwicklung des Polygreifers im Rahmen seiner LOEWE-Initiative mit rund 327.000 Euro.
Im Gegensatz zu bisherigen industriellen Greifverfahren wie beispielsweise mit Druckluft oder Vereisung ist der Polygreifer universell einsetzbar; das Material des Werkstücks spielt praktisch keine Rolle und selbst kleine Greifflächen genügen. Das Greifsystem eignet sich besonders für industrielle Produktionsstraßen, die unterschiedliche Produkte fertigen, da Umrüstzeiten entfallen. Gegenüber Druckluft-basierten Verfahren liegt die Energieersparnis bei bis zu siebzig Prozent. Prototypen des Polygreifers gibt es bereits, binnen eines Jahres will eta opt das Produkt nun auf den Markt bringen.