BioMANU III-Workshop: Biologische Transformation der Produktionstechnik

Die biologische Transformation ist ein Prozess der zunehmenden Nutzung von Materialien, Strukturen und Prinzipien der belebten Natur in der Technik mit dem Ziel einer nachhaltigen Wertschöpfung.

Dr. Patrick Dieckhoff

Wie sieht die biologisch transformierte Werkzeugmaschine der Zukunft aus?

Die biologische Transformation im Bereich der Produktionstechnik erfordert ein fundamentales Umdenken. Sowohl beim Entwurf und der Realisierung der Produktionsanlagen und -systeme, sowie eine grundlegende Adaption bestehender Produktionsprozesse. Dafür ist eine Etablierung einer neuen interdisziplinären Sicht- und Denkweise, unter Berücksichtigung biologischer Strukturen und Prozesse notwendig. Hierfür wurde im Rahmen des Forschungsprojekts BioMANU III ein standortübergreifender Workshop mit den projektbeteiligten Forschungsinstituten und Industriepartnern durchgeführt. In diesem wurde die grundsätzliche Frage „Wie sieht die biologisch transformierte Werkzeugmaschine der Zukunft aus?“ diskutiert.

Insbesondere stellten sich dabei die Fragen, welche Anforderungen an das Maschinendesign (Usability, Ergonomie, etc.), die eingesetzten Materialien (Maschinenumhausung, Oberflächen, etc.), die Fluide (Kühlschmierstoffe, Hydrauliköl, etc.) und die Strukturen (Gestaltungsprinzipien, bionische Strukturen, etc.) gestellt werden. Anhand der Marktanforderungen wurde danach auch der Herstellungsprozess der Werkzeugmaschine hinsichtlich Nachhaltigkeit, Energieeffizienz, Recycling und schlussendlich dem CO₂-Fingerprint beleuchtet.

Workshop – Interdisziplinärer Ideenaustausch

Neben den beteiligten Fraunhofer-Instituten IWU Dresden, IPT Aachen und IST Braunschweig nahmen Mitarbeitende der Firma DMG MORI Pfronten, sowie Studierende der RWTH Aachen, der TU Braunschweig und der TU Dresden am Workshop teil. Dabei fand ein intensiver Austausch mit den Entwicklern und Designern von DMG MORI statt. Als Zielstellung sollten die Studierenden im Workshop eigene Ideen entwickeln und diese diskutieren. Außerdem sollten individuelle Themenschwerpunkte für die biologisch transformierte Werkzeugmaschine gesetzt werden. Im Laufe des Semesters wurden dazu bereits Vorarbeiten seitens der Studierenden erstellt, welche zu einem konkreten Ansatz in Form einer Konzeptmappe ausformuliert und anschließend vor Ort vorgestellt wurden. Die Inhalte der Konzeptmappe bestanden aus:

• der Recherche und Darstellung natürlicher Prinzipien sowie deren Übertragbarkeit auf die Produktionstechnik
• Designkonzepten für die biologisch transformierte WZM der Zukunft
• Effizienzsteigerungseffekten, Wirkungsabschätzungen bei der industriellen Umsetzung und
• digitalen Darstellungen der Ergebnisse (Illustrationen, Technische Zeichnungen).

Nicht zuletzt fand der Workshop zur biologischen Inspiration der Teilnehmenden im natürlichen Ambiente der Hündeleskopfhütte in der Nähe von Pfronten statt. Diese Umgebung stieß bei allen Beteiligten auf große Begeisterung.

Besuch der Pre-EMO-Show inkl. Expert-Talk auf PARTNER-SUMMIT 2021

Am darauffolgenden Tag stand ein Besuch der Pre-EMO-Show 2021 auf der Agenda. Auf dem Hybridevent zeigte DMG MORI sowohl vor Ort als auch im Livestream zwei Wochen vor der EMO in Mailand die Messehighlights. Teil der Veranstaltung war zudem ein Expert-Talk zwischen Prof. Ihlenfeldt (Fraunhofer IWU/TU Dresden), Dr.-Ing. Mori (DMG MORI) und Prof. Brecher (RWTH Aachen) zum Thema „Nachhaltigkeit im Werkzeugmaschinenbau“. In einer anschließenden Firmenbesichtigung konnten sich die Workshopteilnehmenden weitere Anreize für die Fertigstellung der Konzeptmappen und neue Ideen zur Umsetzung der biologischen Transformation holen, welche ebenso vor Ort diskutiert wurden.

Besuch der Pro-micron GmbH

De Abschluss der Reise bildete der Besuch der Firma Pro-micron GmbH. Die Produktpalette des Unternehmens reicht von drahtlosen und passiven Temperaturfühlern im Bereich Food & Beverage und Automotive bis hin zur drahtlosen intelligenten Zerspankraftmessung. Von besonderem Interesse war die Vorstellung integrierter Diagnose- und Prozessüberwachung in Werkzeugmaschinen. Diese findet Anwendung in innovativen Hard- und Softwarelösungen auf dem Weg hin zur smart Factory. Im Rahmen der „DiMaP 3.0 – Digital Machining Market Place – Onlinekonferenz“ fanden dazu Vorträge durch die Pro-micron GmbH selbst und das Fraunhofer IPT Aachen statt.

Titelbild: © Fraunhofer IWU/ Christian Hermeling

Grafik: © Fraunhofer-Gesellschaft, BIOTRAIN