Projektbeschreibung
Die Fertigung von Leistungsmodulen steht vor neuen Herausforderungen: Unterschiedlichste Varianten in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich produzieren zu können, wird zunehmend wichtiger. Das Forschungsprojekt FlaMe will dazu neue Technologien einsetzen und den Prozess deutlich nachhaltiger gestalten.
Mit dem Forschungsprojekt FlaMe wollen die Projektpartner auf die Anforderungen der Industrie eingehen, kundenspezifische Leistungsmodule bei kleinen Losgrößen wirtschaftlich, qualitativ hochwertig sowie energieeffizient produzieren zu können. Dazu werden konventionelle Produktionsverfahren durch eine hochflexible und vollautomatisierte Fertigung ersetzt. Hierbei fallen einige energieintensive Herstellungsschritte wie etwa Lötofen-Prozesse weg. Dementsprechend wird weniger Energie benötigt und die Produktionskette verkürzt sich. Ein weiterer Fokus von FlaMe liegt darauf, neue Technologien im Fertigungsprozess einzusetzen. Dazu zählen insbesondere laserbasiertes Drahtbonden, Plasmasprühen und 3D-Druck-Technologie. Diese ermöglichen es, den Energieeintrag zu kontrollieren und zielgerecht zu steuern.
Qualitativ hochwertige Leistungsmodule herzustellen, erfordert gesicherte und sehr präzise Fertigungsschritte. Bei der Fertigung mehrerer Produktvarianten, noch dazu in geringerer Stückzahl, müssen die Anlagen und Werkzeuge zudem häufig angepasst oder umgebaut werden.
Um das Fertigungsverfahren zu optimieren, will das Team hinter FlaMe daher innovative Industrieroboter sowie hochgenaue optische, thermische und akustische Sensoren einsetzen. So lässt sich der Prozess präzise steuern, unkomplizierter anpassen und ganzheitlich überwachen.
Mithilfe KI-basierter Methoden werten die Forschenden Prozessdaten aus und kombinieren sie mit unterschiedlichen Sensorsignalen. Die Prozessergebnisse lassen sich damit genauer vorhersagen und Produktvarianten nach dem sogenannten first-time-right-Prinzip (zu Deutsch: auf Anhieb richtig) herstellen. Anstatt aufwändiger mechanischer Umbauten sind damit zukünftig lediglich Softwareanpassungen nötig.
FlaMe will nachhaltige Produktion fördern und Ressourcen effizienter nutzen
FlaMe soll nicht nur den Produktionsprozess flexibilisieren und energieeffizienter machen, sondern auch dabei helfen, Materialien nachhaltig einzusetzen und einzusparen. Einige Komponenten eines Leistungsmoduls bestehen aus Aluminium. Dieses wollen die Forschenden nun durch Kupfer ersetzen. Kupfer sorgt für eine deutlich höhere Leistungsdichte sowie eine längere Lebensdauer des Leistungsmoduls. Beide Aspekte bewirken, dass sich die Anzahl benötigter Module insgesamt reduziert. Damit sinkt der Energieverbrauch sowohl bei der Rohstoffgewinnung als auch in der Anwendung. Nach der Anwendung sind die reinen Kupferverbindungen einfacher wiederverwendbar. Das Forschungsprojekt FlaMe leistet demzufolge einen wichtigen Beitrag für die nachhaltige Produktion und den nachhaltigen Einsatz von Leistungsmodulen.
