INVESTITIONSGÜTER 4.0 - Die Fabrik von Morgen für die Produkte der Zukunft

BACHELORTHESIS NICOLAI I. RAUSER | 2016
AUSRICHTUNG
Modularität, Flexibilität und Autonomie sind die wichtigsten Trends in der Fertigung.
Sie stellen die Kernanforderungen für die Entwicklung und Evolution der
Fertigung und ihrer Produkte dar.
Technologie, Logistik, Baukunst und Architektur werden meist mit dem Menschen
verknüpft. Aber auch in der Natur, in der Pflanzen- und Tierwelt entstehen
beeindruckende und faszinierende Konstruktionen. So weben Afrikanische
Webervögel beispielsweise aus Blättern und Gräsern kunstvolle Nester, in denen
hunderte Tiere über mehrere Generationen hinweg leben. Und während
Bienen, Wespen oder Termiten ihr Zuhause Schicht für Schicht aufbauen, erschaffen
Spinnen und Schmetterlingsraupen imposante Gebilde mithilfe von
Spinnfäden.
Das Konzept ist ausgelegt für große, komplexe Bauteile, die in kleinen Stückzahlen
gebaut werden. Jedes Bauteil kann individuell gefertigt werden und die
Anzahl der Roboter richtet sich nach der Komplexität der Aufgabe. Je komplexer
und größer ein Bauteil ist, desto interessanter wird die additive Fertigung,
da sie auch bei kleinen Losgrößen eine Fertigung ohne Zeit- und kostenintensive
Einrichtungen von Maschinen oder dem erstellen von Formen auskommt.
Die Produktion findet losgelöst von einer starren Fabrikstruktur statt. Somit
besteht keinerlei Beschränkung der Bauraumgröße und auch kostenintensive
Transporte zum Bestimmungsort entfallen. Bereits beim Erstellen das Bauteils
kann so auf die Gegebenheiten vor Ort eingegangen werden.
Bereiche er an der Struktur bearbeiten kann. Anschließend bewegen sie sich
dazu über das zu erstellende Bauteil und bauen dieses Stück für Stück auf. Die
Zusammenarbeit ist so ausgelegt, dass wirklich jeder Bereich abgedeckt wird
und ein vollständige, bis in alle Details ausgearbeitete Objekte entsteht.
Für die Orientierung in ihrer Umgebung sind die Roboter mit 3D- Kameras ausgerüstet
und verfügen über einen GPS-Sender welcher für die Lokalisierung und
effektive Zusammenarbeit der einzelnen Roboter nötig ist.
Ein integrierter Laserscanner dient dem Erkunden der Umgebung und hilft den
Robotern zu lernen wie sie mit ihrer Umgebung interagieren können. Hürden
und Hindernisse werden selbständig überwunden.
Geht bei einem Roboter die Energie zu Neige, muss sich wegen eines Defekts
selbst Instandsetzen oder benötigt Ressourcennachschub gibt er seine aktuelle
Position und den Arbeitszwischenstand weiter und ein anderer springt Nahtlos
ein.
Die Druckroboter geben die Koordinaten ihres Einsatzortes an Positionierroboter,
die als Transportmittel und Gerüstbauer dienen. Sie können dabei zum
einen Strukturen und Gerüste bauen um den Druckroboter an seinen Bestimmbungsort
zu positionieren oder aus sich selbst Ketten oder Brücken bilden um
so Distanzen zu überwinden.
Die Roboter, können mit Hilfe von tragbaren 3D-Druckern Material absondern
und so komplexe Strukturen erschaffen. Die gesamte Arbeitsfläche wird virtuell
in Würfel aufgeteilt, dann legt jeder einzelne Roboter selbständig fest, welche
Abb. 35,36
Urodid Moth Cocoon
Abb. 37
Wespennest
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