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Fördermaßnahme: Kompetenz Montage - kollaborativ und wandlungsfähig (KoMo)
Forschungsziel: Die Wandlungsfähigkeit in der Mikromontage soll durch Verbreitung des Wissens über modulare Optionen, die Bereitstellung einfacher Planungswerkzeuge mit durchgängiger Datenbasis und durch die Etablierung eines Wertschöpfungsnetzwerks auf Basis einer modularen Anlagenplattform deutlich verbessert werden. Entwickelt werden soll ein Beschreibungssystem für Mikromontageaufgaben, ein Lastenheftgenerator, ein Anlagenkonfigurator, Simulationswerkzeuge sowie ein Produkt- und ein Kapazitätenportal und ein Monitoring-System. Erprobt werden sie von drei Anwendern anhand konkreter Mikromontageprojekte.
Christoph Gielisch +49 711 685-83826
christoph.gielisch@hahn-schickard.de
Dipl.-Ing. Martina Göttel
+49 721 608-28561
martina.goettel@kit.edu
Problemstellung
Von Mikromontage spricht man bei der Montage von Bauteilen mit Genauigkeiten im Mikrometer-Bereich. Sensoren, Optiken und andere elektronische oder mechanische Bauteile werden mittels Mikromontage hergestellt. Die Mikromontage ist eine relativ junge Disziplin mit hohem Innovationsdruck und vergleichsweise wenig Standardisierung. Viele Mikromontageaufgaben werden noch manuell oder mit Sondermaschinen gelöst. Inzwischen werden auch erste automatisierte, standardisierte modulare Montageanlagen angeboten. Diese sind jedoch ungefähr um den Faktor 10 teurer als normale Anlagen. Da viele Mikromontageprodukte, wie z.B. Sensoren, einen sehr schnelllebigen Markt bedienen, lassen sich die automatisierten Anlagen in der Regel nicht in der Produktlebenszeit eines einzigen Produkts amortisieren. Dies hat zur Folge, dass die erfolgreiche und schnelle Markteinführung vieler neuer durch Mikromontage herstellbarer Produkte, deren nachgefragte Stückzahlen schwer abschätzbar sind, aufgrund des zu hohen Investitionsrisikos für die automatisierte Fertigung verhindert wird.
Projektziel
Ziel des Forschungsvorhabens MIKROKOMO war die Entwicklung von ineinandergreifenden neuartigen Softwarewerkzeugen für die Entwicklung, Auslegung und den späteren Betrieb von Mikromontageanlagen. Diese Softwarewerkzeuge umfassen u.a. ein Beschreibungssystem für Mikromontageaufgaben, einen Lastenheftgenerator, eine Maschinendatenbank und ein Portal zur Kapazitätsplanung.
Vorgehensweise
Als Grundlage wurde ein durchgängiges Daten- und Prozessmodell für den gesamten Lebenszyklus der Mikromontageanlagen, von der Produkt- und Anlagenplanung bis zum Anlagenbetrieb entwickelt. Die Softwarewerkzeuge zur Planung konnten anschließend anhand von drei konkreten Mikromontageprodukten aus der Medizintechnik, der Sensorik und der Optik durchgängig angewandt und evaluiert werden. Konkret realisiert wurden die Mikromontageprozesse sowohl in der Transfer-Fab bei Hahn-Schickard als auch bei den Anwendern. Dazu wurde eine modulare Mikromontage-Anlagenplattform mit offengelegter Architektur und Schnittstellen genutzt, auf der im Laufe des Projekts die drei exemplarischen Produkte gefertigt wurden. Im Rahmen des Projekts konnte die Plattform gemeinsam mit den Anwendungspartnern um Schnittstellen und Programmbibliotheken erweitert werden. Neben Standardmontagemodulen kamen auch neue, von den Anwendern gestaltete Module für spezifische Montageschritte zum Einsatz.
Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die entwickelten Softwarewerkzeuge werden als nicht firmenspezifische, internetbasierte Toolbox von den Projektpartnern vermarktet. Zusammen mit der Transfer-Fab und der Mikromontage-Akademie bei Hahn-Schickard wird dies dazu beitragen, mehr potenzielle Anwender von den Möglichkeiten der automatisierten Mikromontage zu überzeugen.
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