Uni Siegen auf der Hannover Messe zweifach vertreten
Vom 4. bis zum 8. April präsentiert in diesem Jahr die Hannover Messe Austeller aus 65 Ländern und mehr als 5000 Innovationen aus allen Industriebereichen. Mit dabei auch zwei Institute der Universität Siegen.
Bearbeitung durch Spezialmaschinen: modular, sensorgeführt und simuliert
Das Arbeitsgebiet Fertigungsautomatisierung und Montage gehört zum Institut für Produktionstechnik im Maschinenbau der Universität Siegen (Fakultät IV). Hier wird unter der Leitung von Professor Michael Weyrich über die Modularisierung mechatronischer Systeme, Maschinensimulation und sensorgeführten Steuerungen geforscht. Bei seinem erstmaligen Auftritt bei der diesjährigen Hannover Messe präsentiert der Lehrstuhl auf dem Gemeinschaftsstand des Landes Nordrhein-Westfalen eine sensorgesteuerte Bearbeitungssimulation.
Prof. Weyrich und sein Team entwickeln Technologien und Methoden für den Maschinen- und Fahrzeugbau. Dabei verbinden sie die Betrachtungsperspektiven auf der Mikroebene, wie sie zumeist in der Fertigungstechnik vorkommen, mit Aspekten der Makroebene, wie beispielsweise der Szenario-basierten Fabrikplanung. „Wir kombinieren und schalten Technologien kreativ zusammen und erzeugen so flexible und modulare Lösungen“, so Prof. Weyrich. „Mit der Mechatronik als Leitthema im Automatisierungsengineering integrieren wir unterschiedliche Fachdisziplinen.“
Auf der Messe wird das gezielte Anpassen von Sensorbaukästen und Steuerungen an die jeweilige Automatisierungsfunktion von Bearbeitungssystemen gezeigt. „Die Anwendung unterschiedlicher Simulationsverfahren und die effektive Visualisierung von Sensorinformationen demonstrieren wir auf Basis einer Maschinensimulation.“
Zu den Stärken gehören das Kombinieren, Modularisieren und Zusammenschalten von Technologien. Gezielte Anpassung von Sensorbaukästen und Steuerungen an die jeweilige Automati-sierungsfunktion und die Konzeption von Bearbeitungssystemen stehen dabei in einem engen Zusammenhang. Durch Anwendung unterschiedlicher Simulationsverfahren können Sensorinformationen effektiv visualisiert werden.
Ein Forschungsschwerpunkt sind optische 3D-Sensorsysteme zur Erkennung komplexer Geometrien. Zur Entwicklung von Anlagenkonzepten steht spezielle Steuerungssoftware auf Standard-Industrieplattformen zur Verfügung. Die Simulation des kinematischen Verhaltens von Maschinen und diversen Fertigungskonzepten sowie deren Zusammenspiel mit professionellen Anwendungssystemen sind Inhalt weiterer Forschungs- und Entwicklungsprojekte.
Fachübergreifende Zusammenarbeit in der Forschung wird am Lehrstuhl durch die Kooperation von Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik im Zentrum für Sensorsysteme (ZESS) der Universität Siegen realisiert.
Moderne Werkstoffprüfung für komplexe Materialbeanspruchung
Wie bereits in den vergangenen Jahren beteiligt sich der Lehrstuhl für Materialkunde und Werkstoffprüfung von Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Christ (Fakultät IV) während der Hannover Messe an einem Gemeinschaftsstand des Wissenschaftlichen Arbeitskreises der Universitäts-Professoren der Werkstofftechnik e.V. (WAW).
Der Lehrstuhl engagiert sich seit vielen Jahren für die intensive Kooperation mit der regionalen und auch überregionalen Industrie und bietet Industrieunternehmen die vorhandene Infrastruktur im Bereich der mechanischen Werkstoffprüfung unter komplexen Beanspruchungsbedingungen sowie die umfangreiche analytische Ausstattung eines Forschungsinstituts im Rahmen der Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten an. Die Teilnahme an der Hannover Messe dient der Vorstellung aktueller Forschungsergebnisse, andererseits aber auch der Pflege der zahlreichen Industriekontakte.
Beim ausgestellten Messe-Exponat handelt es sich um eine von der Firma Siemens KWU AG hergestellte Niederdruck-Turbinenschaufel aus einer Dampfturbine. Die etwa 82 kg schwere Schaufel ist aus dem Werkstoff X20Cr13 gefertigt und besitzt eine Blattlänge von 1364 mm.
„Am Beispiel von Turbinenschaufeln, welche im Betrieb einer Kombination aus unterschiedlichen mechanischen und thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, kann ein unmittelbarer Bezug zu den Arbeitsschwerpunkten des Instituts für Werkstofftechnik der Universität Siegen hergestellt werden“, so Prof. Christ. Insbesondere bei innengekühlten Turbinenschaufeln von Flugtriebwerken wird die Bauteillebensdauer ganz wesentlich durch das Auftreten von thermomechanischen Beanspruchungszyklen (TMF), ausgelöst durch Aufheiz- und Abkühlvorgänge in der Turbine, bestimmt. „Die experimentelle Ermittlung von Lebensdauerdaten sowie der Schädigungsmechanismen und die darauf aufbauende mechanismenorientierte Modellierung des mechanischen Verhaltens unter TMF-Beanspruchung zählen zu den Kernarbeitsgebieten des Instituts.“
Eine weitere Arbeitsgruppe des Instituts beschäftigt sich daher intensiv mit der Charakterisierung von HT-Korrosionsprozessen und entwickelt Berechnungsmodelle zur Vorhersage des Schichtwachstums auf der Basis einer Kombination aus thermodynamischen Gleichgewichtsberechnungen und dem zeitlichen Verlauf von Diffusionsprozessen.