OPUS 4 | Studienbereich Technik

Optimierung des Rüstprozesses in einem Fertigungsbereich am Beispiel des Gesenkbiegens (2016)

Roy Barth

Die vorliegende Bachelor-Thesis verfolgte das Ziel, die Rüstzeiten im Fertigungsbe-reich Gesenkbiegen zu optimieren und das Verbesserungspotenzial aufzuzeigen. Dazu wurden aktuelle Daten und Ergebnisse aus dem Bereich verwendet, um darauf basierend eine Optimierung darstellen zu können. Basis zur Vorgehensweise waren REFA-Methoden zur Prozessoptimierung unter Be-rücksichtigung aller auf den Rüstprozess einwirkenden Einflussfaktoren. Analysen des Bereiches ergaben, dass über 30% Rüstzeiten im Bereich angefallen sind und diese nicht wertschöpfenden Tätigkeiten minimiert werden müssen. Für die Optimierung wurde ein Teilestamm gebildet, der zu einem Zeitpunkt in der Fertigung vorhanden war. Die Rüstzeiten wurden anhand eines aktuellen Teilestamms näher aufgeschlüsselt und in ihre einzelnen Bestandteile gegliedert. Daraus basierend wur-de der Werkzeugwechsel als zu optimierende Tätigkeit bestimmt. Anhand der Werk-zeugwechsel sollte sich die Produktionsreihenfolge ausrichten. So konnten Syner-gien mit dem vorgelagerten und dem nachfolgenden Rüstprozess in Höhe von 4,6% der Gesamtrüstzeit erreicht werden. Im Ergebnis konnte somit eine Verbesserung von 4,6% der Gesamtrüstzeit und 1,5% auf die gesamte Personalzeit erzielt werden. Auf das Ergebnis basierend wurde eine Kosteneinsparung zwischen 10.000 und 15.000€ ausgewiesen. Schlussfolgernd ist ein werkzeugoptimierter Rüstprozess entstanden. Dieser mindert nicht nur die Kosten sowie den Anteil an nicht wertschöpfenden Tätigkeiten, sie ver-ringert zeitgleich auch die Belastungen und Ergonomie beim Mitarbeiter.

Fertigungstechnische Optimierung von konturnahen Kühlsystemen im Formenbau (2016)

Löps

Das Ziel dieser Bachelor-Thesis bestand darin, einen Einstieg in die komplexe Thematik der konturnahen Kühlung für Druckgusswerkzeuge zu finden. Daraufhin sollte die Anwendung in Formeinsätzen mit möglichen Vor- und Nachteilen sowie Konsequenzen für die fertigungstechnische Realisierung thematisiert werden. Zusätzlich bestand im Rahmen der konturnahen Kühlung die Notwendigkeit, die Herstellung von Spezialbohrungen in Jet-Kühlkernen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit innerbetrieblich zu optimieren. Hierzu wurden verschiedene Versuche durchgeführt. Aufgrund einer unzureichenden Prozesssicherheit wurde eine umfangreiche Suche nach wirtschaftlichen und zuverlässigen Methoden zur Prüfung der Mittenabweichung von nicht durchgängigen Tieflochbohrungen durchgeführt. Prinzipiell konnte festgestellt werden, dass die Prüfung schwierig bzw. mit sehr hohem Aufwand verbunden ist. Zudem wurde erkannt, dass bei der Auslegung von Kühlsystemen im konturnahen Bereich die spanende Fertigung schnell an Grenzen stößt. Daraufhin wurden generative Fertigungsverfahren auf ihre Anwendbarkeit überprüft. Hierfür wurden zum einen Auslegungsvarianten und Fertigungsmöglichkeiten aufgezeigt und zum anderen Kostenrechnungen im Hinblick auf Investitionsentscheidungen angestellt. Das Ergebnis dieser Analyse zeigte, dass im Druckgussbereich aufgrund der massiven Aktivteile die spanende Herstellung mit der generativen Fertigung kombiniert werden sollte. Durch diese sogenannte Hybridbauweise ergibt sich ein optimaler und effizienter Ressourceneinsatz bei einer hohen Prozesssicherheit. Als Quellen für diese Arbeit dienten an erster Stelle persönliche Kontakte, Anfragen und Fachzeitschriften bzw. Kundenprospekte. Für allgemeine Grundlagen konnte auf bestehende Literatur zurückgegriffen werden. Da sich die Technologie der konturnahen Kühlung mit lasergenerierten Aktivteilen im Druckgussbereich noch zu großen Teilen in der Entwicklung befindet, existieren derzeit wenige Praxiserfahrungen. Dennoch konnte mit dieser Arbeit eine fundierte Grundlage für die mögliche Einführung dieser Technologie in der AWEBA geschaffen werden.

Konstruktion und Dokumentation eines Spritzgießwerkzeuges für ein intern entwickeltes Produkt (2016)

Penndorf

Ziel Ziel der Bachelorarbeit war die innovative Produktentwicklung entlang der Prozess-kette, von der Idee bis zur Fertigstellung der zur Realisierung erforderlichen Doku-mentation, zu verwirklichen und Erkenntnisse über notwendige Herstellverfahren zu erlangen. Methodik Zur Verwirklichung der Idee wurden Füllsimulationen und Variantenvergleiche durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse konnten als Entscheidungshilfen bei der Spritzgießwerkzeugkonstruktion einfließen und Anwendung finden. Ergebnisse Als Ergebnisse lassen sich ein innovatives Produkt und das dazugehörige Herstell-verfahren mit der Dokumentation des Produktionsmittels (Spritzgießwerkzeug) ablei-ten. Auch ein Ausblick über perspektivische Herstellverfahren wurde gewonnen. Schlussfolgerung Unter Einbeziehung wissenschaftlich technischer Analysen und Recherchen sind Ideen zu abgesicherten Ergebnissen und Produkten, wie den Kennzeichnungsclip zu verwirklichen. Heutige Innovationen ermöglichen künftig Herstellungsprozesse auf neuen technischen Niveau.

Planung eines Fertigungskonzeptes für das Entgraten von Geberit Serienteilen (2016)

Toni Müller

Geberit Serienteile die gratbehaftet sind müssen mit hilfe einer Entgratetechnologie entgratet werden. Dazu wurden verschiedene Varianten analysiert und getestet. Letztlich wurde die optimale Möglichkeit ausgewählt und dargelegt.

Untersuchung des Spannfutterbuchsenmessplatzes auf Prüfmittel und Prozesseignungsfähigkeit (2016)

Benjamin Mehner

Entwicklung eines Systems zur automatischen Erkennung von unterschiedlichen Merkmalen und daraus folgender Regelung eines Remote-Schweißkopfes zum Laserstrahlschweißen von Baugruppen aus der Batterieindustrie (2016)

Christian Beckert

Die Arbeit behandelt die Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems zur Steuerung einer Remoteschweißoptik. Hierfür werden mithilfe der Kamera Merkmale auf dem zu kontaktierenden Batteriemodul gesucht und mithilfe der ermittelten Daten daraufhin das Laserschweißen an bestimmten Punkten eingeleitet. In der Bachelorthesis wird die Entwicklung dieses Systems dokumentiert. Zunächst wird hierfür die Theorie von Laserschweißen, insbesondere Remoteopti-ken, Batteriezellen und der Bildverarbeitung dargelegt und das Konzept des zu ent-wickelnden Systems erläutert. Im Verlauf der Arbeit wird eine Bildverarbeitungssoft-ware mithilfe einer Nutzwertanalyse ausgewählt und anschließend mit dieser Soft-ware ein eigenes Programm für die Merkmalsfindung entwickelt. Anschließend wird die Schnittstelle für die Ansteuerung der Remoteoptik erläutert. Zusammen mit der Software für die Bildverarbeitung entsteht daraus eine Steuerungssoftware die die Bildverarbeitungssignale in Steuerungssignale für die umsetzt. Abschließend erfolgt eine Betrachtung über aufgetretene Problem, unbearbeitete Punkte und eine Übersicht über die erreichten Ziele. Für die Arbeit wurden vor allem Handbücher und Fachliteratur verwendet.

Erarbeitung unternehmensspezifischer Anforderungen und Implementierung eines optimierten Tool Managementsystems für Zerspanungswerkzeuge

Hofmann

Qualitätsvorausplanung und praktische Umsetzung der Planungselemente unter Anwendung der Automotive-Core-Tools

Andre Könitzer

Ergebnis: Im Rahmen der Bachelorthesis wurde eine Checkliste als praktische Umsetzung der erarbeiteten Erfordernisse und Inhalte der Qualitätsvorausplanung (APQP) innerhalb des Produktentstehungsprozesses (PEP) erstellt. Die Basis für die Erarbeitung bildeten sowohl die anzuwendenden Automotive-Core-Tools wie auch weitere Dokumente und Maßnahmen die innerhalb des PEP zu erbringen sind. Schlussfolgerung: Mittels einer prozessbegleitenden Checkliste wird die Transparenz des Prozessfortschritts wesentlich erhöht, was eine Zeit- und damit Kostenersparnis erwarten lässt. Die Checkliste ist außerdem effizient als Einarbeitungsdokument nutzbar.

Optimierung des Konstruktionsprozesses von Formwerkzeugen der Selectrona GmbH - Entwicklung eines Bauteilstandardkataloges zur internen Anwendung (2016)

Janine Werdermann

Die Optimierung des Konstruktionsprozesses soll anhand der Entwicklung von intern anzuwendenden Bauteilstandards erfolgen. Zeit- und Aufwandseinsparungen sind zur Minimierung von Durchlaufzeiten aufzuzeigen. Unter der Frage, wie sich eine Standardisierung äußert, wurde der aktuelle Konstruktionsstand anhand einer Vielzahl realer Werkzeuge unter Beachtung spezifischer Merkmale (Material, Härte, Oberflächengüte, Geometrie, Maße, Toleranzen) aufgenommen. Die Ermittlung des Sollzustandes erfolgte auf dessen Basis und wurde durch die Beachtung bereits vorhandener interner Richtlinien, bezugsfähiger Normteile und eigener Berechnungen ergänzt. Unter wirtschaftlichem Hintergrund ist exemplarisch ein kostenrechnerischer Vergleich zur Entscheidung von Eigenfertigung oder Kauf eingebracht. Die Ergebnisse der Betrachtungen ließen Rückschlüsse für konstruktive Entscheidungen zu. Einheitliche Eigenschaften der Bauteile konnten abgeleitet und in einem Bauteilkatalog zusammengefasst werden. Kaufteile wurden nur bedingt eingebracht. Ihre vordefinierten Merkmale waren nicht mit den internen Anforderungen überein zu bringen. Die Erstellung interner Bauteilstandards ist auf verschiedene Weisen möglich. Dabei entsteht ein kostenrechnerischer Vorteil. Wie in der Konstruktion resultieren minimierte Durchlaufzeiten vor allem als Synergieeffekt in den Bereichen Arbeitsvorbereitung, Betriebsmittelbau, Montage, Einkauf und Logistik.

Untersuchungen von Schichtdicken an Schrauben der ESKA Automotive GmbH (2016)

Adrian Schuster

Die Zielstellung der Bachelor Thesis ist die Verbesserung der Qualität der Erzeug-nisse von ESKA. Dies geschieht durch die Optimierung der Wareneingangskontrolle der Beschichtungen. Die Schrauben werden deutschlandweit beschichtet. Bei ESKA können die Schichtdicken nicht zerstörungsfrei geprüft werden. Im Falle von Rekla-mationen oder Unstimmigkeiten wird ein metallografischer Schliff erstellt. Die Norm EN ISO 3882 aus dem Jahr 2003 beschreibt zerstörungsfreie und zerstö-rende Messverfahren zur Schichtdickenmessung von unterschiedlichsten Beschich-tungen, Grundstoffen und Dickenbereichen. Die relevanten Messverfahren wurden untersucht und das beste Verfahren sowie eine zugehörige Messmaschine für den firmeneigenen Anwendungsfall wurden ausgesucht und analysiert. Zudem wurden Untersuchungen mit dem Lichtmikroskop und mit einem REM der BA Glauchau durchgeführt. Als Quellen dienten die DIN EN ISO 3882 und alle vertiefenden Normen zu den ein-zelnen Messverfahren. Durch die Maßnahme der Anschaffung des Schichtdickenmessgerätes „Fischerscope x-ray XULM“ wird die Qualität der Oberflächenbeschichtung von Produkten von ESKA verbessert. Dies ist wichtig, da dies für die Haltbarkeit der Erzeugnisse eine wichtige Rolle spielt. Die Oberflächenbeschichtung dient zur Prävention vor Korrosion durch teils hohe Belastungen der Schrauben im Bereich des Motors oder Fahrwerks. Durch eine höhere Qualität kommt es zu weniger Kundenreklamationen und somit zur Kostenersparnis sowie erhöhter Kundenzufriedenheit. Das Ziel der Kundenzufriedenheit und die Produktion von qualitativ hochwertigen Produkten gehört zu den Unternehmenszielen von ESKA.

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