Kognitive Produktion

BioMANU III-Workshop: Biologische Transformation der Produktionstechnik

Wie sieht die biologisch transformierte Werkzeugmaschine der Zukunft aus? Im Rahmen des Projekts BioMANU III beschäftigten sich die Workshop-Teilnehmenden verschiedener Institute und Industriepartner genau mit dieser Frage.

„Die biologische Transformation ist ein Prozess der zunehmenden Nutzung von Materialien, Strukturen und Prinzipien der belebten Natur in der Technik mit dem Ziel einer nachhaltigen Wertschöpfung.“ © Dr. Patrick Dieckhoff

Wie sieht die biologisch transformierte Werkzeugmaschine der Zukunft aus?

Die biologische Transformation im Bereich der Produktionstechnik erfordert ein fundamentales Umdenken beim Entwurf und der Realisierung der Produktionsanlagen und Produktionssysteme sowie eine grundlegende Adaption bestehender Produktionsprozesse. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, ist es notwendig, eine neue interdisziplinäre Sicht- und Denkweise, unter Berücksichtigung biologischer Strukturen und Prozesse, zu etablieren. Hierfür wurde im Rahmen des Forschungsprojekts BioMANU III ein standortübergreifender Workshop mit den projektbeteiligten Forschungsinstituten und Industriepartnern durchgeführt, in welchem die grundsätzliche Frage “Wie sieht die biologisch transformierte Werkzeugmaschine der Zukunft aus?” diskutiert wurde.

Insbesondere stellten sich dabei die Fragen, welche Anforderungen an das Maschinendesign (Usability, Ergonomie, etc.), die eingesetzten Materialien (Maschinenumhausung, Oberflächen, etc.), die Fluide (Kühlschmierstoffe, Hydrauliköl, etc.) und die Strukturen (Gestaltungsprinzipien, bionische Strukturen, etc.) gestellt werden. Anhand der Marktanforderungen wurde danach auch der Herstellungsprozess der Werkzeugmaschine hinsichtlich Nachhaltigkeit, Energieeffizienz, Recycling und schlussendlich dem CO2-Fingerprint beleuchtet.

Workshop – Interdisziplinärer Ideenaustausch

Neben den beteiligten Fraunhofer-Instituten IWU Dresden, IPT Aachen und IST Braunschweig nahmen Mitarbeitende der Firma DMG MORI Pfronten, sowie Studierende der RWTH Aachen, der TU Braunschweig und der TU Dresden am Workshop teil. Dabei fand ein intensiver Austausch mit den Entwicklern und Designern von DMG MORI statt. Als Zielstellung sollten die Studierenden im Workshop eigene Ideen entwickeln und diskutieren sowie individuelle Themenschwerpunkte für die biologisch transformierte Werkzeugmaschine setzen. Im Laufe des Semesters wurden dazu bereits Vorarbeiten durch die Studierenden erstellt, welche zu einem konkreten Ansatz in Form einer Konzeptmappe ausformuliert werden sollten und anschließend vor Ort vorgestellt wurden. Die Inhalte der Konzeptmappe bestanden aus

  • der Recherche und Darstellung natürlicher Prinzipien sowie deren Übertragbarkeit auf die Produktionstechnik
  • Designkonzepten für die biologisch transformierte WZM der Zukunft
  • Effizienzsteigerungseffekten, Wirkungsabschätzungen bei der industriellen Umsetzung und
  • digitalen Darstellungen der Ergebnisse (Illustrationen, Technische Zeichnungen).

Nicht zuletzt fand der Workshop zur biologischen Inspiration der Teilnehmenden im natürlichen Ambiente der Hündeleskopfhütte in der Nähe von Pfronten statt, was bei allen Beteiligten auf große Begeisterung stieß.

vorn v. l. n. r.: Prof. Schuh, Prof. Ihlenfeldt, Prof. Brecher
hinten r.: Dr.-Ing. Schneider (DMG MORI Pfronten)
Hündeleskopf-Hütte © privat

Besuch der Pre-EMO-Show inkl. Expert-Talk auf PARTNER-SUMMIT 2021

Am darauffolgenden Tag stand ein Besuch der Pre-EMO-Show 2021 auf der Agenda. Auf dem Hybrid-Event zeigte DMG MORI sowohl vor Ort in Pfronten als auch im Livestream zwei Wochen vor der EMO in Mailand die Messe-Highlights. Teil der Veranstaltung war zudem ein Expert-Talk zwischen Prof. Ihlenfeldt (Fraunhofer IWU/TU Dresden), Dr.-Ing. Mori (DMG MORI) und Prof. Brecher (RWTH Aachen) zum Thema „Nachhaltigkeit im Werkzeugmaschinenbau“. In einer anschließenden Firmenbesichtigung konnten sich die Workshopteilnehmenden weitere Anreize für die Fertigstellung der Konzeptmappen und neue Ideen zur Umsetzung der biologischen Transformation holen, welche ebenso vor Ort diskutiert wurden.

© DMG MORI
Expert-Talk zum Thema “Nachhaltigkeit im Werkzeugmaschinenbau”, v. l. n. r.: Prof. Ihlenfeldt, Dr.-Ing. Mori, Dipl.-Dolm. Wadenpohl, Prof. Brecher; © DMG MORI

Besuch der Pro-micron GmbH

Zum Abschluss der Reise wurde die Firma Pro-micron GmbH besichtigt. Die Produktpalette des Unternehmens reicht von drahtlosen und passiven Temperaturfühlern im Bereich Food & Beverage und Automotive bis hin zur drahtlosen intelligenten Zerspankraftmessung. Von besonderem Interesse war die Vorstellung integrierter Diagnose- und Prozessüberwachung in Werkzeugmaschinen für innovative Hard- und Softwarelösungen auf dem Weg hin zur smart Factory. Im Rahmen der „DiMaP 3.0 – Digital Machining Market Place – Onlinekonferenz“ fanden dazu Vorträge durch die Pro-micron GmbH selbst und das Fraunhofer IPT Aachen statt.

© Pro-micron GmbH

Titelbild: © Fraunhofer IWU/ Christian Hermeling

Grafik: © Fraunhofer-Gesellschaft, BIOTRAIN

Erik Selbmann

Dipl.-Ing. Erik Selbmann
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Abteilung "Digitaler Produktions-Zwilling"

Fraunhofer IWU
Nöthnitzer Str. 44
01187 Dresden

Telefon: +49 351 463-32242
E-Mail: erik.selbmann@iwu.fraunhofer.de

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