Home | english  | Impressum | Sitemap | KIT
Markus_Schaefer

M.Sc. Markus Schäfer

Akad. Mitarbeiter
Bereich: Maschinen, Anlagen und Prozessautomatisierung
Sprechstunden: nach Vereinbarung
Raum: 012, Geb. 50.36
Tel.: +49 721 608-47357
Fax: +49 721 608-45005
Markus SchaeferEie8∂kit edu

76131 Karlsruhe
Kaiserstraße 12


M. Sc. Markus Schäfer

Forschungs- und Arbeitsgebiete:

  • Leichtbaufertigung im Bereich Faser-Kunststoff-Verbunde
  • Automatisierung und Prozessverkettung – Industrie 4.0
  • Konzeption Handhabungssysteme


Allgemeine Aufgaben:

  • WGP-Produktionsakademie: Modul Hybrider Leichtbau

Veröffentlichungen

[ 1 ] Schäfer, M. & Moll, P. (2017), „Effiziente Herstellung hybrider Bauteile durch rekonfigurierbare Fertigungsanlagen“. 4. Technologietag Hybrider Leichtbau, Hrsg. Landesagentur Leichtbau Baden-Württemberg, S. 1.
Abstract:
Ein vielversprechender Ansatz zur Reduzierung von CO2-Emissionen und der Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz ist die Herstellung von Materialkombinationen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) und metallischen Elementen in der intrinsischen Hybridisierung. Dabei wird die direkte Verbindung der verschiedenen Materialien im Ur- bzw. Umformprozess erreicht. Die großserientaugliche und zugleich variantenintensive Herstellung hybrider Bauteile stellt eine erhebliche Herausforderung dar, da aktuelle Anlagen jeweils an die bauteilspezifischen Anforderungen angepasst werden. Dies führt zu unzureichender Wirtschaftlichkeit und verhindert die Herstellung von wettbewerbsfähigen Produkten. Im Rahmen des vom BMBF finanzierten Forschungsprojektes MoPaHyb wird daher ein modularer Ansatz zur Konfiguration von Produktionsanlagen entwickelt. Startpunkt für die Konfiguration einer Anlage ist hierbei ein am wbk entwickelter Modulbaukasten für Leichtbauproduktionsanlagen. In diesem stellen die Teilmodul-Hersteller alle relevanten Informationen und Schnittstellen zu ihrem Modul zur Verfügung. Im Modulbaukasten kann der Anlagenplaner dann die für die Produktion eines beliebigen hybriden Bauteils notwendigen Module auswählen und durch Verkettung derselben den Prozess gestalten. Mit Hilfe des Modulbaukastens kann so die Engineeringzeit einer Produktionsanlage deutlich verringert werden. Das Kernstück der modularen Anlage bildet das von Siemens entwickelte Basismodul, welches die Gesamtanlage steuert. Die Konfiguration aus dem Modulbaukasten kann direkt in das Basismodul importiert werden, welches hieraus die Ablaufsteuerung für die Gesamtanlage automatisch generiert. Die Kommunikation zwischen dem Basismodul und den einzelnen Modulen der Anlage erfolgt über standardisierte Schnittstellen, wobei als Kommunikationsprotokoll die OPC Unified Architecture (OPC UA) verwendet wird, welche die plattformunabhängige plug&work-fähige Kommunikation der Anlagenkomponenten gewährleistet. Die bei der Produktion erfassten Prozess- und Qualitätsdaten der Einzelmodule werden zentral im Basismodul erfasst und können für eine spätere Auswertung abgespeichert werden. Durch die Verwendung von hochtemperaturresistenten Etiketten können jedem gefertigten Bauteil seine Prozessparameter zugeordnet werden. Durch den im Projekt entwickelten Baukastenansatz bietet sich für die Industrie der Vorteil, dass eine Produktionsanlage für hybride Bauteile aus Standardmaschinen zusammengestellt werden kann. Die Modularität erlaubt dabei eine schnelle Anpassung der Anlage auf die Herstellung anderer Produkte, indem einzelne Module ausgetauscht werden. Da die Module auf standardisierte Schnittstellen und herstellerübergreifende Protokolle setzen, werden diese von der Basissteuerung sofort erkannt und sind umgehend betriebsbereit. Dies führt zur Fähigkeit unterschiedliche Bauteile zu produzieren ohne die Produktionsanlage komplett umbauen zu müssen. Die wirtschaftliche Fertigung auch kleiner Losgrößen wird so ermöglicht, wodurch sich das Anwendungsfeld hybrider Bauteile stark erweitert. Das MoPaHyb-Projektkonsortium besteht aus 11 Industriepartnern aus dem Anlagenbau und der Automobilbranche, sowie zwei Forschungsinstituten.