Im Juli startete das Teilprojekt 14-2 des Exzellenzcluster IntCDC zur Weiterentwicklung der in der ersten Projektphase des Forschungsclusters entwickelten modularen robotische Fertigungszelle für die kernlose Wickeltechnik. Im Rahmen des seitens der DFG geförderten interdisziplinären Forschungsprojekts IntCDC (Integrative Computational Design and Construction for Architecture) wird an der Universität Stuttgart seit 2019 wirtschaftsnahe Grundlagenforschung im Bereich der Architektur und Baufertigung betrieben. Durch einen systematischen, ganzheitlichen und integrativen computerbasierten Ansatz sollen die methodischen Grundlagen für eine umfassende Modernisierung und Erhöhung des Automatisierungsgrads des Bauwesens gelegt werden. Eine zentrale Zielsetzung ist die Entwicklung einer übergeordneten Methodologie des „Co-Design“ von Methoden, Prozessen und Systemen, basierend auf interdisziplinärer Forschung zwischen den Bereichen Architektur, Bauingenieurwesen, Ingenieurgeodäsie, Produktions- und Systemtechnik, Informatik und Robotik sowie Geistes- und Sozialwissenschaften.
Ziel des Teilprojekts RP 14 ist hierbei auf der Entwicklung einer adaptierbaren und skalierbaren Fertigungsplattform für die kernlose Wickeltechnik. Im Rahmen der vorhergehenden ersten Forschungsphase wurde in Zusammenarbeit mit dem Institute for Computational Design and Construction (ICD) und dem Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) eine modulare, rekonfigurierbare und transportable robotische Fertigungszelle entwickelt und beschafft (siehe Abbildung). Neben einer Evaluierung des möglichen Fertigungspotenzials wurde die notwendigen Hardware- und softwaretechnischen Grundlagen für eine Umsetzung der notwendigen Steuerungstechnik erforscht. Seitens des Instituts für Flugzeugbau wurde ein neuartiger Faserlegekopf für eine in-situ Fertigung und Ablage getränkter Faserbündel entwickelt. Hierdurch soll die Reproduzierbarkeit der Fertigungsergebnisse verbessert und eine Prozessüberwachung ermöglicht werden. Des Weiteren wurde eine Methode zur robotischen Pfadplanung und Prozesssimulation des Fertigungsprozesses zur Vorhersage der finalen Faserarchitektur entwickelt.
Im Rahmen der Fortführung des Projekts soll die bestehende Anlage und damit das mögliche Designpotential durch Roboterkollaboration und einen autonomen mobilen Roboter (AMR) erweitert werden. Hierbei soll die im Fertigungsprozess unvermeidbare gegenseitige Rückkopplung zwischen Fertigungsplanung und Designentwurf vertieft und vereinfacht werden. Durch eine Teilautomatisierung zur Optimierung des Prozesses soll die Zugänglichkeit für Nicht-Experten verbessert werden. Zusätzlich soll die simulative und empirische Prognostizierbarkeit und Zuverlässigkeit des Fertigungsprozesses verbessert werden. Im Bestreben der Entwicklung von ressourcenschonenden Fertigungstechnologien für das Bauwesen des 21. Jahrhunderts soll die Anlage des Weiteren neben der Verwendung biobasierter konventioneller synthetischer Hochleistungsfasern für eine Nutzung von alternativen Materialsystemen erweitert werden.
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