M3D

Cluster: 3D

Mobile 3D-Erfassung für den 3D-Druck vor Ort

Kurzsteckbrief
Fortschritte in der dreidimensionalen Datenerfassung und im 3D-Druck ermöglichen ein enormes Einsparpotenzial in der Logistik sowie der Lagerhaltung von Bau- und Ersatzteilen. Logistikkosten werden durch die individuelle Fertigung vor Ort reduziert, was
insbesondere für kleine Losgrößen oder Ersatzteilbeschaffung Vorteile bietet. Bei M3D werden Bauteile auf mobilen Endgeräten erfasst, so dass zeitnah, automatisiert und direkt der Bestellprozess gestartet
werden kann. Dadurch werden Produktionsausfälle vermieden und die Kosten für die Lagerhaltung von Bau- und Ersatzteilen reduziert.

Ausgangslage
In der heutigen Produktion entstehen durch Verzögerungen in der Ersatzteillogistik oft erhebliche Kosten, da Maschinen über längere Zeit ausfallen. Häufig gibt es in der gesamten Servicekette Probleme bei der Bauteilidentifizierung und bei der Ersatzteilbeschaffung. Viele Anlagen verfügen über eine lange Lebensdauer von bis zu 50 Jahren und mehr. Wenn ein Teil kaputtgeht, sind die Konstruktionsdaten
der Anlage häufig nicht mehr verfügbar oder die Identifikationsnummer auf dem Bauteil ist verloren gegangen, im eingebauten Zustand verdeckt oder durch Verschmutzung bzw. mechanische Einflüsse unleserlich geworden.
Der Servicetechniker hat folglich Schwierigkeiten, die Bauteile ausreichend zu identifizieren, und benötigt dafür bis zu einer Woche. Auch die anschließende Ersatzteilbeschaffung für derartige Bauteile kann sich in die Länge ziehen, weil etwa die Bauteile nicht auf Lager sind, das Lager weit vom Einsatzort entfernt liegt oder das Teil nicht mehr produziert wird. Mit Hilfe von 3D-Technologien können auf den Anwendungszweck optimierte Objekte zukünftig direkt vor Ort erfasst, entworfen und gefertigt werden.

Ziel
Die benötigten Bauteile werden zunächst mit mobilen Endgeräten vor Ort erfasst und vermessen. Eine Bauteildatenbank identifiziert die Objekte und gleicht sie mit vorhandenen Modelldaten ab. Sobald die Datenbank das Bauteil identifiziert hat, wird die „Druckbarkeit“ der Objekte geprüft und gegebenenfalls der Fertigungsauftrag des Bauteils vergeben. Der gesamte Prozess profitiert dabei von der Anbindung aller Geräte an die Cloud – also an dezentrale Speicher-
und Rechenanlagen – über schnelle Daten- und Kommunikationsnetze.
Durch die automatisierte Identifizierung oder ersatzweise 3D-Rekonstruktion der Ersatzteile mit Hilfe der im Projekt entwickelten Verfahren und Technologien kann daher eine erhebliche Kosteneinsparung erzielt werden und die gesamte Servicequalität entlang der Wertschöpfungskette erhöht werden. Für Bauteile, bei denen mit Hilfe der im Projekt entwickelten Verfahren die Druckbarkeit sichergestellt wurde, können die Fertigungsaufträge schnell an zertifizierte 3D-Druckdienstleister vergeben werden. So wird ein möglichst ausfallfreier Betrieb der Anlagen garantiert.

Praktische Anwendung
Für das Anwendungsszenario eines 3D-Ersatzteilservices werden verschiedene Demonstratoren für Ersatzteildienstleistungen im Bereich Schienenfahrzeuge und Automobilteilfertigung entwickelt. An einem realen Beispiel wird der gesamte Ablauf von der 3D-Erfassung der Bauteile auf mobilen Endgeräten über die automatisierte Identifikation der Bauteile bis zum 3D-Druck von Bauteilen auf Basis der optimierten Konstruktionen und Druckformate präsentiert. Zusätzlich sollen Technologien bereitgestellt werden, die die rechenintensiven Teile des Prozesses beschleunigen, in dem zusätzliche Rechenressourcen aus der Cloud hinzugezogen werden.

Konsortium
Fraunhofer HHI (Konsortialführung), cirp GmbH, cpu 24/7 GmbH, Fraunhofer IGD, Siemens AG, TU-Berlin

Dr.-Ing. Ralf Schäfer
Fraunhofer Heinrich Hertz Institut
T +49 3031002-560

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