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Slicing für den industriellen 3D-Druck in einer geschützten Cloud-Umgebung

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Deutsch-Chinesische Kooperation zur intelligenten Fertigung (Industrie 4.0) und Smart Services

Die Digitalisierung in einer globalen Welt hat weitreichende Auswirkungen auf unsere produzierende Wirtschaft. Ein enormes Entwicklungspotenzial birgt die zunehmende, länderübergreifende Vernetzung durch den Austausch von Daten, Informationen und Wissen. Im Fokus der Forschungsarbeit stehen dabei zukünftig wandlungsfähige Produkte, Produktionsausrüstungen und Dienstleistungen für eine länderübergreifende Zusammenarbeit. Mittels des Aufbaues von gemeinsamen Forschungs-, Lern- und Demonstrationsfabriken wird die Grundlage für eine nachhaltige wirtschaftliche Kooperation geschaffen.

Der Forschungsschwerpunkt „Intelligente Fertigung (Industrie 4.0) und Smart Services“ trägt zur Strategie zur Internationalisierung von Wissenschaft und Forschung, der China-Strategie des BMBF 2015 bis 2020 sowie des BMBF-Dachprogramms "Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ bei. Deren Ziele sind u. a. die Stärkung der Technologiekompetenz, die Vertiefung des wissenschaftlichen Austauschs zwischen Deutschland und China und Internationalisierung von Forschung und Lehre. Mit der Förderung deutsch-chinesischer Partnerschaften sollen neue Impulse gesetzt werden, um auf Veränderungen im globalen Wettbewerb rasch reagieren und den erforderlichen Wandel aktiv mitgestalten zu können.

Motivation

Die industrielle Additive Fertigung (eng. Additive Manufacturing, AM) ermöglicht produzierenden Unternehmen, rasch auf Veränderungen im globalen Wettbewerb zu reagieren. So werden längst nicht mehr nur Prototypen aus Metall bzw. Kunststoffen hergestellt, sondern auch individualisierte Serienbauteile additiv gefertigt.

Die Konstruktionsdaten 3D-gedruckter Bauteile sind besonders schützenswert, da das Vorliegen eines digitalen Modells genügt, um eine physische Kopie zu erzeugen. Darüber hinaus muss gewährleistet sein, dass nur die tatsächlich erforderliche Anzahl an Komponenten hergestellt wird und diese auch dem digitalen Modell entsprechen.

Ziele und Vorgehen

Das Ziel des Verbundvorhabens ist es, eine cloud-basierte Plattform zu entwickeln, auf der dezentral und verschlüsselt sämtliche zur Vorbereitung des 3D-Druck-Prozesses erforderlichen Schritte automatisiert durchgeführt werden. Die resultierenden Steuerungsdaten werden im Anschluss den Anlagen beim Dienstleister in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden. So ist sichergestellt, dass die schützenswerten, digitalen Modelldaten zu keinem Zeitpunkt vollständig beim Dienstleister vorliegen.

Entsprechend der Zielsetzung werden ein Web-Frontend,  eine Technologiedatenbank mit Prozessparametern, der Postprozessor für die Generierung des Anlagencodes entsprechende Hardware- und Softwareschnittstellen für die Kommunikation der Plattform mit den 3D-Druckern und eine übergeordnete Sicherheitsinfrastruktur entwickelt.

Es entsteht eine Wertschöpfungskette, die über ein übergreifendes Lizenzmanagement alle erforderlichen Datentransfer- und Prozessschritte zwischen den beteiligten Parteien autorisiert, steuert und kontrolliert. Ein Demonstrator zur Darstellung des gesamten Workflows vom digitalen 3D-Modell über die Cloud zum 3D-Druck-Dienstleister wird aufgebaut.

Innovationen und Perspektiven

Im Rahmen des Vorhabens werden die Charakteristiken des 3D-Druck-Prozesses genutzt, um seitens potenzieller Endanwender die Bereitschaft zu erhöhen, externe Dienstleister im Bereich des industriellen 3D-Drucks in Anspruch zu nehmen, ohne einen Verlust ihres geistigen Eigentums und somit eines Wettbewerbsvorteils befürchten zu müssen.

Konsortium

Fkz. 02P18X010
Fkz. 02P18X010