Erfolgreiches Remanufacturing durch datenbasierte Entscheidungsfindung und intelligente Prozessplanung (EREP); in der Fördermaßnahme "Auf dem Weg zur nachhaltigen Mobilität durch kreislauffähige Wertschöpfung (MobilKreis)" im Programm "Zukunft der Wertschöpfung - Innovationen zu Produktion, Dienstleistung und Arbeit" des BMFTR

Abstract

Das Forschungsprojekt hat seine übergeordneten Ziele erfolgreich erreicht: die Entwicklung und Optimierung intelligenter Lichtbogen- und Frästechnologien für das Remanufacturing im Automobilsektor. Die erarbeiteten Lösungen adressieren die spezifischen Herausforderungen der additiv-subtraktiven Fertigung und steigern die Effizienz, Präzision und Wirtschaftlichkeit signifikant. Damit wird der Weg für eine ressourcenschonende und kostengünstige Produktion von Automobilbauteilen und Werkzeugen geebnet. Die Kernpunkte der Projektergebnisse im Überblick: • Bewertung und Entscheidungsfindung: Zur systematischen Beurteilung der Remanufacturing-Tauglichkeit von Bauteilen wurden ein fundierter Kriterienkatalog sowie das „Landshuter Ebenenmodell“ entwickelt. Diese Tools ermöglichen eine strukturierte Entscheidungsgrundlage für den industriellen Wiedereinsatz von Komponenten. • Prozesssteuerung und Technologieentwicklung: Ein speziell konzipiertes „virtuelles Cockpit“ unterstützt die Steuerung der komplexen Abläufe. Im Bereich der additiven Fertigung (Wire-Arc-Technologie) wurden durch Mikrostrukturanalysen und Materialuntersuchungen exakte Kriterien für die notwendige Oberflächenbeschaffenheit definiert, um stabile Schweißprozesse zu gewährleisten. • Digitale Prozesskette und Siemens NX Integration: Ein technologisches Highlight ist das entwickelte Siemens NX Plugin. Es ermöglicht eine durchgängige digitale Planung des Remanufacturing-Prozesses: o Geometrischer Ist-Soll-Vergleich: Auf Basis von Scan- oder Probing-Daten werden Abweichungen analysiert und Bearbeitungsregionen automatisch identifiziert. o Online-Realgeometrieerfassung: Die Integration taktiler oder scanbasierter Erfassung direkt in Siemens NX bildet das Fundament für eine hochpräzise Fertigungsplanung. o Simulation und CAM: Modelle zur Simulation des Materialauftrags und der Prozesskräfte optimieren die Planung, ergänzt durch eine integrierte CAM-Programmierung und eine automatisierte Kostenkalkulation. Zudem assistiert ein KI-tool zur Empfehlung von Parametersätzen für das Auftragschweißen. o Datenaustausch und Fabrikplanungskonzept auf Basis der AAS mit Link zu Factory-X: Im Kontext regulatorischer Anforderungen (u. a. EU-Lieferkettengesetz) wurde der Ansatz vorbereitet, künftig umfassend Prozessdaten (Materialeinsatz wie Stahl, Medien wie Gas und Schmierstoffe sowie Energieverbräuche) aufzuzeichnen, um per LCA den CO₂-Footprint und auch ein Kostenoptimum zu berechnen. Dieser CO₂-Footprint soll in einem Digitalen Produktpass hinterlegt werden, der sich an Standards aus Catena-X / Factory-X orientiert. Abschließend werden alle Information in der Verwaltungsschale abgelegt • Validierung und Praxistransfer: Die Praxistauglichkeit wurde durch den Aufbau und Test zweier Pilotlinien sowie die Fertigung von Demonstratoren erfolgreich nachgewiesen. Neben einem Werkzeug aus der Automobilbranche wurden Guss-Bauteile aus dem Schienenfahrzeugbau im Unterflurbereich reparier bzw. im Remanufacturing aufgewertet. Zudem wurden zentrale datentechnische Herausforderungen gelöst, etwa die Identifikation kritischer Merkmale für Bauteil-Vorhersagen und eine verbesserte Modellgeneralisierung in den Datensätzen.