Exzellenzcluster "Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer"

Im Rahmen der von der Bundesregierung und den Ländern initiierten Exzellenzinitiative zur Schwerpunktbildung der deutschen Forschungs- und Hochschullandschaft fielen gleich mehrere Entscheidungen zugunsten der RWTH Aachen. So werden in Zukunft gleich zwei ingenieurwissenschaftliche Exzellenzcluster und eine ingenieurwissenschaftliche Graduiertenschule zur Förderung der Doktorandenausbildung an der RWTH Aachen gefördert.

Der Aachener Exzellenzcluster "Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer" konnte sich dabei deutschlandweit als einzige Initiative der Produktionstechnik durchsetzten. Die Bundesregierung, die Forschungsminister der Länder und der Wissenschaftsrat tragen mit dieser Entscheidung der besonderen Bedeutung der Produktionstechnik für ein Hochlohnland wie Deutschland Rechnung und übertragen den Aachener Wissenschaftlern die Verantwortung, die großen Herausforderungen zur Entwicklung einer zukunftsfähigen, nachhaltigen Produktionstechnik anzugehen, um zur Lösung der Standortfrage beizutragen. Der mit insgesamt ca. 40 Mio. € dotierte Exzellenzcluster ist somit die wohl umfassendste Forschungsinitiative in Europa mit dem Ziel, die Produktion in Hochlohnländern zu halten.

In dem von Prof. Brecher, WZL, geleiteten Exzellenzcluster sind 18 Institute der RWTH aus der Werkstoff- und Produktionstechnik sowie mehrere An-Institute und Fraunhofer Institute beteiligt. Mit dem Cluster wird das Ziel verfolgt, aus der Produktionstechnik heraus Beiträge zur Erhaltung von arbeitsmarktrelevanter Produktion in Hochlohnländern zu liefern. Volkswirtschaftlich relevant sind dabei Produkte, die nicht nur Nischenmärkte sondern Volumenmärkte betreffen. Die Lösung der angesprochenen Fragen erfordert teilweise ein grundlegend neues Verständnis der produkt- und produktionstechnischen Zusammenhänge. Der Exzellenzcluster zielt daher auf die Erarbeitung einer zukunftsfähigen, produktionswissenschaftlichen Strategie und Theorie sowie der dafür notwendigen Technologieansätze ab. Diese adressieren verschiedene Entwicklungslinien zur Individualisierung, zur Virtualisierung, zur Hybridisierung und zur Selbstoptimierung der Produktion, in denen organisatorische und technologische Innovationen vorangetrieben werden.

Das Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) ist im Rahmen des Exzellenzclusters an Entwicklungen in den Teilclustern Virtualisierung, Hybridisierung und Selbstoptimierung beteiligt. Innerhalb der Virtualisierung bringt das ISF seine Erfahrungen auf dem Gebiet der Simulation von Schweißprozessen ein. Hierbei bilden die Ermittlung und die Vorhersage der Einflüsse des Schweißprozesses auf das Bauteil für die nachfolgenden Produktionsschritte einen wesentlichen Schwerpunkt. In der Entwicklungslinie Hybridisierung ist das ISF in zwei Projekte integriert. So werden zum einen Fügetechnologien für hybride Werkstoffverbindungen erarbeitet und zum anderen Wärme- und Schweißprozesse in eine inkrementelle Blechumformungsmaschine integriert, mit dem Ziel, die Prozessgrenzen zu erweitern und die Produktivität zu erhöhen. Im Teilcluster Selbstoptimierung werden wird der Begriff Selbstoptimierung prozessübergreifend über die gesamte Produktionskette verstanden. Das heißt, innerhalb der Produktionskette sollen alle Fertigungsstationen über Informationen über den aktuellen Zustand des Produktes sowie Produktionshistorie verfügen um eine Anpassung der aktuellen Fertigungsprozesses mit dem Ziel letztendlich die geforderte Qualität des Produktes zu gewährleisten zu ermöglichen. Dementsprechend beinhalten die Entwicklungsarbeiten am ISF eine Erweiterung des Adaptionsvermögens des MSG-Schweißprozesses sowohl für den Einrichtvorgang als auch für den laufenden Schweißprozess. Dadurch sollen reproduzierbare hochwertige Schweißnahtqualitäten unabhängig von der Schweißposition, der Schweißnahtlage und der Schweißrichtung an komplexen 3D-Bauteilstrukturen sichergestellt werden.