Mobile additive Fertigungseinheiten Forschungsthema 5.2

Mobile additive Fertigung ist ein noch relativ junges Forschungsgebiet. Sie beschreibt die Kombination von additiven Fertigungseinheiten mit mobilen Systemen, etwa in Form von Robotern oder Drohnen. Insbesondere die drohnenbasierte Fertigung stellt höchste Anforderungen an die präzise Lokalisierung der Fertigungseinheit, um die erforderliche Fertigungsgenauigkeit sicherzustellen.
Die mobile additive Fertigung lässt sich nach dem Grad der Mobilität in folgende Kategorien unterteilen:
Typ 1 bezeichnet den bloßen Transport der Fertigungseinheit zu einem variablen Fertigungsort.
Typ 2 umfasst zusätzlich die aktive Modifikation des Fertigungsorts durch die Einheit.
Typ 3 beschreibt die vollständig mobile Fertigung, beispielsweise aus der Luft oder während der Bewegung.
Typ 4 ergänzt die kollaborative Fertigung, also die gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Bearbeitung eines Bauteils durch mehrere Fertigungseinheiten.
Jeder Typ bringt eine erhöhte Komplexität mit sich, die sich insbesondere in den Bereichen Lokalisierung, Stabilisierung und Präzision widerspiegelt.
Das aktuelle Ziel besteht in der Integration additiver Fertigungstechnologien in ein unbemanntes Bodenfahrzeug (UGV) und/oder ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV), das in der Lage ist, kleine Bauteile herzustellen und mit anderen Fertigungseinheiten zu kommunizieren.
Herausforderungen
Die Entwicklung mobiler AM-Einheiten ist mit verschiedenen Herausforderungen verbunden. Die zentrale Herausforderung liegt in der exakten Positionierung der Düse während des Druckprozesses.
Darüber hinaus stellen die Miniaturisierung der Hardwarekomponenten und die Koordination mehrerer Einheiten wesentliche Forschungsschwerpunkte dar.
Forschungsansatz
Ziel des Forschungsansatzes ist die Entwicklung eines Prüfstandes, der dynamische Bewegungen simuliert und diese im Hinblick auf eine präzise Fertigung mithilfe verschiedener physischer Komponenten, beispielsweise Delta-Manipulatoren, aktiv kompensiert. Anschließend soll das System in ein unbemanntes Luft- oder Bodenfahrzeug integriert werden. Nach erfolgreicher Integration ist als weiterer Schritt die Einbindung von Sinterprozessen in mobile Aufbauten vorgesehen.
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