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Schlagwort: Additive Fertigung
Fördermaßnahme: Deutsch-Chinesische Kooperation zur intelligenten Fertigung (Industrie 4.0) und Smart Services (Deu-Chn_InFe2)
Forschungsziel: Ziel des Forschungsprojekts war die Entwicklung und Erprobung einer cloudbasierten Plattform, auf der unter Beteiligung von Anlagen- und Softwareherstellern sowie Forschungseinrichtungen beider Nationen dezentral und verschlüsselt sämtliche Schritte zur Vorbereitung und Durchführung des 3D-Druck-Prozesses abgebildet werden. Dabei sollte basierend auf einer durchgängigen und verschlüsselt konstruierten Datenkette die Datenaufbereitung und anschließende Herstellung auf einem 3D-Drucker vollständig von der digitalen Modellgeometrie entkoppelt und unter Zugriff auf eine mit Prozess- und Maschinenparametern befüllte Technologiedatenbank eine automatisierte Datenaufbereitung ermöglicht werden.
Oliver Winzenried +49 721 93172-0
oliver.winzenried@wibu.de
Dipl.-Ing. Claudius Noll
+49 721 608-24953
claudius.noll@kit.edu
Problemstellung
Additive Fertigung (auch: 3D-Druck) ermöglicht produzierenden Unternehmen rasch auf Veränderungen im globalen Wettbewerb zu reagieren. Aus Sicht der Endanwender sind insb. die Konstruktionsdaten 3D-gedruckter Bauteile besonders schützenswert, da ein signifikanter Anteil der Wertschöpfung bereits in der Auslegung der Bauteile entsteht. Bislang werden die Bauteildaten für den 3D-Druck digital an den Hersteller, meist ein externer Dienstleister, geschickt, welcher die Daten aufbereitet, d.h. mehrere Bauteile zu einem Fertigungsauftrag zusammenfügt und diese dann druckt. Selbst bei gesicherter Übertragung ist es möglich, dass die Daten kompromittiert oder für eine nicht autorisierte Herstellung von gleichartigen Teilen genutzt werden können. Da alle Schritte von der Auslegung bis hin zur Fertigung der Bauteile äußerst wissensintensiv sind, dient das erforderliche jeweilige Knowhow entlang der Prozesskette dem Endkunden, Anlagenhersteller und Dienstleister als Alleinstellungsmerkmal und ist dementsprechend schützenswert.
Ziel
Das Projektziel war die Entwicklung und Erprobung einer cloudbasierten Plattform, auf der unter Beteiligung von Anlagen- und Softwareherstellern sowie Forschungseinrichtungen dezentral und verschlüsselt sämtliche Schritte zur Vorbereitung und Durchführung des 3D-Druck-Prozesses abgebildet werden. Projektbegleitend wurde eine Standardisierung der entwickelten Schnittstelle sowie der zugrundeliegenden Verschlüsselungstechnologien angestrebt. Die Projektergebnisse wurden zum Projektende in einen Demonstrator überführt.
Vorgehensweise
Eine innovative Plattform wurde entwickelt, mittels derer die Produktionsdaten schichtweise und basierend auf in einer Technologiedatenbank hinterlegten materialspezifischen Prozessparametern erzeugt und geschützt an den 3D-Drucker weitergegeben werden. Die erzeugten Schichtdaten wurden hierfür so aufbereitet, dass sie für verschiedene 3D-Drucker inklusive einer übergeordneten Sicherheitsinfrastruktur zur Verfügung gestellt werden können. Dadurch entstand eine geschützte Wertschöpfungskette, deren übergreifendes Lizenzmanagement alle erforderlichen Datentransfer- und Prozessschritte zwischen den beteiligten Parteien autorisiert, steuert und kontrolliert. Anhand von zwei nationalen Demonstratoren wurde abschließend gezeigt, wie Endkunden unter Wahrung ihrer Unternehmensinteressen und Alleinstellungsmerkmale bei Dienstleistern Bauteile mittels Additiver Fertigung herstellen lassen können.
Ergebnisse und Verwertung
Die angepassten und weiterentwickelten Lösungen aus dem Projekt eignen sich zur Absicherung von Daten und Software-Komponenten von 3D-Druck-Prozessen. Das im Projekt entwickelte Konzept zur Ende-zu-Ende-Verschlüsselung der Daten, Absicherung des Datenaustauschs und Verwaltung von digitalen Rechten wird in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern im industriellen 3D-Druck Wertschöpfungskette vermarktet werden. Auch auf andere Bereiche des Maschinenbaus, bei denen verwandte Anwendungsszenarien für den Schutz von geistigem Eigentum bestehen, sollen sukzessive die Aktivitäten zur Vermarktung der Entwicklungsergebnisse ausgedehnt werden.
In der Projektlaufzeit haben weitere thematisch ergänzende Ansätze in der Industrie, bspw. die Digital Inventory Platform der Würth Additive Group, Einzug gehalten. Eine Verknüpfung mit den im Projekt erarbeiteten Inhalte stellt sich daher als weitere möglicher Verstetigungspfad dar. So könnten die Inhalte einen wertvollen Beitrag zur Sicherung von Know-how in der dezentralen Fertigung beitragen. Darüber hinaus bietet der Ansatz 3D Drucker mittels Streaming zu steuern weitere Möglichkeiten zu Steuerungskonzepten aus der Cloud. Diese könnten einen Beitrag zur Digitalisierung bspw. zur Fernsteuerung, dem Sammeln von Daten oder zum cloudbasierten Flottenmanagement von Anlagen dienen. Auf technologischer Ebene ist zur zu verbesserten Prozessführung durch die schichtweise Steuerung die Möglichkeit gegeben, Schicht für Schicht auf Störgrößen im Prozess zu reagieren. Dies Bedarf doch weitere Forschung zur echtzeitfähigen Verarbeitung von Sensorik und Integration in einen geschlossenen Regelkreis zur Optimierung des Prozesses.
In der folgenden Liste sehen Sie Ihre ausgewählten Projekt-Favoriten.
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