Exzellenzcluster
Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer
Im Rahmen der von der Bundesregierung und den Ländern initiierten Exzellenzinitiative zur Schwerpunktbildung der deutschen Forschungs- und Hochschullandschaft fielen gleich mehrere Entscheidungen zugunsten der RWTH Aachen aus. So wurden ab dem Jahr 2006 gleich zwei ingenieurwissenschaftliche Exzellenzcluster und eine ingenieurwissenschaftliche Graduiertenschule zur Förderung der Doktorandenausbildung an der RWTH Aachen gefördert.
Der Aachener Exzellenzcluster "Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer" konnte sich dabei deutschlandweit als einzige Initiative der Produktionstechnik durchsetzen. Die Bundesregierung, die Forschungsminister der Länder und der Wissenschaftsrat tragen mit dieser Entscheidung der besonderen Bedeutung der Produktionstechnik für ein Hochlohnland wie Deutschland Rechnung und übertragen den Aachener Wissenschaftlern die Verantwortung, die großen Herausforderungen zur Entwicklung einer zukunftsfähigen, nachhaltigen Produktionstechnik anzugehen, um zur Lösung der Standortfrage beizutragen.
Auch beim Beschluss der Bundesregierung zur Fördermittelbewilligung in der zweiten Runde der Exzellenzinitiative im Juni 2012 konnte der Exzellenzcluster "Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer" wieder einen Erfolg verbuchen. In dem von Prof. Brecher, WZL, geleiteten Exzellenzcluster sind mehr als 20 Institute der RWTH beteiligt. Mit dem Cluster wird das Ziel verfolgt, aus der Produktionstechnik heraus Beiträge zur Erhaltung von arbeitsmarktrelevanter Produktion in Hochlohnländern zu liefern. Volkswirtschaftlich relevant sind dabei Produkte, die nicht nur Nischenmärkte sondern Volumenmärkte betreffen. Die Lösung der angesprochenen Fragen erfordert teilweise ein grundlegend neues Verständnis der produkt- und produktionstechnischen Zusammenhänge. Der Exzellenzcluster zielt daher auf die Erarbeitung einer zukunftsfähigen, produktionswissenschaftlichen Strategie und Theorie sowie der dafür notwendigen Technologieansätze ab, in denen organisatorische und technologische Innovationen vorangetrieben werden.
Das Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik, kurz ISF, ist im Rahmen des Exzellenzclusters an Entwicklungen in den Teilclustern C2 - "Multi-Technology Production Systems", C3 - "Multi-Technology Products" und D2 - "Cognition Enhanced, Self-optimising Manufacturing Processes" beteiligt. Im Teilprojekt C2 werden Wärme- und Schweißprozesse in eine inkrementelle Blechumformungsmaschine integriert, mit dem Ziel, die Prozessgrenzen und Fertigungsmöglichkeiten zu erweitern. Der Einsatz von derartigem kombinierten Produktionssystem ist besonders bei der Herstellung von Blechteilen unterschiedlicher Blechdicke oder artfremder Werkstoffe zu sehen, welche durch die Fertigungsschritte Umformen und Schweißen hergestellt werden, mit dem Vorteil, dass dies effizienzgesteigert durch das universelle Produktionssystem erfolgt. Innerhalb des Teilprojektes C3- werden Fügetechnologien für fügetechnisch anspruchsvolle Werkstoffverbindungen erarbeitet und weiterentwickelt. Ziel ist die Verkürzung der Prozessketten im Vergleich zum Stand der Technik. Hierbei stehen insbesondere das Multi-Technologieprodukt und die Frage nach den Auswirkungen des Produktdesigns auf ökonomische, ökologische und soziologische Aspekte im Fokus der Untersuchungen. Im Projekt C2 werden Wärme- und Schweißprozesse in eine inkrementelle Blechumformungsmaschine integriert, mit dem Ziel, die Prozessgrenzen zu erweitern und die Produktivität zu erhöhen. Im Teilprojekt D - "Self-optimising Production Systems" wird der Begriff Selbstoptimierung prozessübergreifend über die gesamte Produktionskette verstanden. Das heißt, innerhalb der Produktionskette sollen alle Fertigungstationen über Informationen des aktuellen Zustandes des Produktes sowie der Produktionshistorie verfügen, um eine Anpassung des aktuellen Fertigungsprozesses zu ermöglichen. Ziel ist es dabei, die letztendlich geforderte Qualität des Produktes zu gewährleisten, indem das Adaptionsvermögen des MSG-Schweißprozesses sowohl für den Einrichtvorgang als auch für den laufenden Schweißprozess erhöht wird. Dadurch sollen reproduzierbare, hochwertige Schweißnahtqualitäten unabhängig von der Schweißposition, der Schweißnahtlage und der Schweißrichtung an komplexen 3D-Bauteilstrukturen sichergestellt werden.