41 Maschinenbau und Produktionstechnik
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Schwenkbiegen ist ein etabliertes Umformverfahren, bei dem Materialverlust vermieden und Ressourcen effizient genutzt werden. Der Prozess erfordert jedoch aufwändige Optimierungen, die bisher stark vom Fachwissen der Bediener abhängen. Dies führt zu hohem Zeit- und Materialaufwand, da Optimierungsschritte iterativ erfolgen. Angesichts des Fachkräftemangels ist eine technologische Aufrüstung der Anlagen im Sinne von Industrie 4.0 notwendig. Im Rahmen eines Projekts wurden mittels intelligenter Sensorik kritische Einflussfaktoren erfasst, die Korrelationen zwischen Produktfehlern und Anlagenverformungen aufzeigen. Darauf basierend wurde eine Methodik entwickelt, die die Grundlage für eine Inline-Kompensation schafft, bei der die Anlage eigenständig Prozessparameter anpasst, um Produktfehler zu korrigieren und perspektivisch eine fehlerfreie Fertigung ab dem ersten Bauteil zu ermöglichen.
Digitalisierungsprojekte helfen dem Anwender, komplexe Prozesse einfacher und effizienter darzustellen. Allerdings gibt es viele Hemmnisse, welche die Umsetzung deutlich erschweren. Zurückhaltung bei der Umsetzung ist spürbar. Dies trifft unter anderem Arbeitgeber und Arbeitnehmer, die durch das Warten oder Vermeiden ins ökonomische Abseits geraten können. Diese Beobachtungen lassen sich auf eine übergeordnete wissenschaftliche Leitfrage zurückführen: Welche Barrieren und systemischen Herausforderungen erschweren eine nachhaltige Transformation im Rahmen von Industrie 4.0, insbesondere unter Berücksichtigung menschlicher Arbeit in der Produktionstechnik? Welche Fragen stellen sich die betroffenen Akteure? Das wesentliche Ziel dieser langfristig ausgelegten Forschungsarbeit ist es, diese Fragen dezidiert und im Detail zu konkretisieren, um daraus ein konzeptionelles Fundament zu entwickeln, das Forschung, Lehre und technologische Entwicklung integriert und die Potenziale digitaler Technologien mit dem Erfahrungs- und Handlungswissen der Beschäftigten in der Produktion langfristig synergetisch verbindet.
Das Gewindeformen erfordert eine präzise Schmierstoffapplikation, da hohe Flächenpressungen und lokale Temperaturspitzen die Werkzeugbelastung erheblich beeinflussen. Aktuelle Sprüh- und Minimalmengenschmierungssysteme (MMS) weisen trotz etablierter Technik häufig Streuverluste, unzureichende Benetzung und instabile Tropfendynamik auf. Diese wissenschaftliche Betrachtung beinhaltet und untersucht einen integrativen Ansatz zur adaptiven Präzisionsbeölung beim Gewindeformen, der auf Computational Fluid Dynamics (CFD)-basierter Strömungsanalyse, experimenteller Validierung und Künstliche Intelligenz (KI)-gestützten Optimierungsverfahren basiert. Im Fokus stehen Tropfengröße, Strahlgeometrie, Düsenposition und Umgebungsströmung sowie deren Einfluss auf die Benetzungsintensität. Erste simulationsgestützteVoruntersuchungen zeigen das Potenzial einer datenbasierten Optimierung zur Reduktion von Benetzungsdefiziten und zur Auslegung künftiger Regelstrategien für eine ressourceneffiziente Schmierstoffapplikation.
Metal additive manufacturing (AM) using laser powder bed fusion (LPBF) is often associated with material and energy savings when compared to conventional manufacturing (CM). In industrial applications such as commercial vehicle components, structurally optimized designs can reduce environmental impacts – provided that increased complexity and build time do not negate these gains. Given that up to 80 % of a product’s environmental impact is determined during the design phase, prospective product carbon footprint (PCF) assessment tools could support more sustainable design choices. However, existing solutions remain insufficiently validated for use in metal AM, particularly regarding their scope, precision, and usability in real-world industrial workflows. This study examines the applicability of existing prospective PCF tools using simulated and physically produced parts. In a comparative pilot case study, a commercial bus component is optimized for AM using multiple design approaches and compared to an initial and an optimized CM variant. While the optimized CM parts are not physically produced, their resource demand is assessed using a combination of simulation and database information. For AM parts, process data including energy consumption, inert gas use, powder input, build time, and part weight is recorded and analyzed. The PCF for each design and manufacturing scenario is calculated, covering both production (cradle-to-gate) and use-phase emissions. Environmental impacts are evaluated using a classical life cycle assessment (LCA), considering functional equivalence between designs. The goal is to evaluate whether weight savings from AM-optimized designs translate into net life cycle CO2eq- reductions, and to assess the accuracy and usability of early-stage PCF prospection tools against detailed LCA results. The study highlights research gaps and integration challenges, laying the groundwork for extensive investigations.
Increasing environmental requirements demand more sustainable punching processes. This study investigates how minimal quantity lubrication (MQL) and CO₂-reduced, biodegradable lubricants can jointly lower the ecological footprint of metal forming without compromising tool life or productivity.
In industrial practice, lubrication is typically applied via felt rollers using conventional oils, often in excessive quantities. This approach increases material consumption and cleaning effort. Although MQL is a mature technology, it is still rarely implemented in punching. To evaluate its potential, two lubrication conditions were examined: MQL with standard oil and MQL with a CO₂-reduced, biodegradable oil. Tool wear, particularly at the punch edge, served as the main performance indicator and was compared to both traditional felt-roller lubrication and an additional dry punching reference.
Results show that MQL drastically reduces lubricant use while maintaining tool performance. Both oils achieved wear behaviour comparable to felt-roller lubrication, with the CO₂-reduced oil offering further ecological advantages through lower emissions and biodegradability. The dry reference exhibited accelerated wear and early tool failure, confirming the necessity of lubrication for process stability.
A CO₂ balance illustrates the environmental benefit: replacing conventional lubrication with MQL and CO₂-reduced oils can significantly reduce the overall carbon footprint of punching operations. The improvement results from lower lubricant consumption and the reduced carbon intensity of biodegradable oils. The findings demonstrate that combining MQL systems with CO₂-reduced lubricants enables more sustainable punching by aligning environmental responsibility with industrial efficiency.
Die Hochschule Kempten (Allgäu) hat in einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit den Firmen Frako Power Systems GmbH & Co. KG in Teningen und Bavana Digital Technik GmbH in Pfronten ein Konzept für eine innovative Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) entwickelt. Als zentraler Bestandteil der Anlage kommt das modular aufgebaute Energieerzeugungssystem von Frako Power Systems zum Einsatz. Hauptbausteine in dem Energieerzeugungssystem bilden das Blockheizkraftwerk (BHKW) fp20 und die exakt auf die Betriebsparameter dieses BHKW abgestimmte Adsorptionskältemaschine fp20c, die gekoppelt eine Erzeugungseinheit mit 19 kW elektrischer und 36 kW Wärmeleistung bilden beziehungsweise im Kühl-Modus bis zu 25 kW Kälteleistung produzieren. Im folgenden Artikel wird die realisierte Anlage vorgestellt und es werden Hintergründe zur Konzeption und Planung beschrieben. Des Weiteren wurde innerhalb des gemeinsamen Forschungsprojektes ein Projektierungstool für KWKK-Anlagen entwickelt, das als Hilfsmittel im Vertrieb und bei der Projektierung eingesetzt wird.
Mittels Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (Trigeneration) lässt sich Wärme, Kälte und Strom innerhalb einer Anwendung produzieren. Der Artikel beschreibt ein von der Hochschule Kempten erstelltes dynamisches Simulationsmodell zur Beurteilung unterschiedlicher hydraulischer Verschaltungsvarianten von Adsorptionskältemaschinen für Trigenerations- Anwendungen. Mehrere Adsorptionskältemaschinen lassen sich zur Erzielung variabler Temperaturdifferenzen und Leistungen kombinieren. Ausgehend von der Simulation wird eine effiziente hydraulische Verschaltung mehrerer Aggregate empfohlen.
Gegenwärtige Entwicklungen der Digitalisierung und Datenökonomie, insbesondere multilateraler Plattformen zum Datenaustausch, bieten das Potenzial für eine beschleunigte Umsetzung von Kreislaufwirtschaftspraktiken in der produzierenden Industrie. Der Beitrag untersucht systematisch und anhand originärer Forschung, inwieweit die Digitalisierung als Katalysator der Kreislaufwirtschaft im Beschaffungswesen solcher Unternehmen dienen könnte. Dafür wurden acht Experten aus fünf weltweit führenden Herstellern und Zulieferern der Automobil- und Luftfahrtbranche interviewt. Es werden praxisnahe Hypothesen für die nachhaltige Gestaltung von Lieferketten entwickelt und zwei spezifische Use Cases für Kreislaufwirtschaftspraktiken vorgeschlagen, die dem Ressourceneinsatz proaktiv entgegenwirken können.
Die Managementkonferenz SUMMIT ALLGÄU Produktion fand 2025 bereits zum dritten Mal statt und hat sich als feste Plattform „von der Industrie für die Industrie“ etabliert. Die begleitende Publikation bündelt die Beiträge der Veranstaltung und greift zentrale Themen des industriellen und gesellschaftlichen Wandels sowie verantwortlichen Handelns auf.
Angesichts tiefgreifender ökologischer, ökonomischer und digitaler Transformationen wird der Dialog zwischen Wirtschaft, Industrie und Unternehmertum als entscheidend hervorgehoben. Produktion wird dabei nicht mehr nur als effiziente Herstellung verstanden, sondern als gestaltendes Element nachhaltiger Wertschöpfung.
Im Fokus stehen neue Denkweisen industrieller Wertschöpfung zwischen Digitalisierung und Dekarbonisierung, globaler Vernetzung und regionaler Verantwortung sowie Effizienz und Resilienz. Besondere Bedeutung kommt der Integration von Mensch, Technik und Daten in lernende Systeme zu.
Unter den Leitthemen „Im Fokus der Zukunft“ und „Die Kraft der Veränderung“ wurden beim SUMMIT 2025 aktuelle Erkenntnisse, visionäre Strategien und praxisnahe Erfahrungen diskutiert. Ziel ist es, den Wandel aktiv und verantwortungsvoll zu gestalten.