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- Institut für Maschinenbau
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Mechatronik - innovativer Forschungsschwerpunkt
Die Entwicklung und Implementierung mechatronischer Systeme bildet
eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Sicherheitssysteme
im Flugzeug oder Automobil, Tintenstrahldrucker, CD-Player oder
Werkzeugmaschinen sind ohne das Zusammenwirken von Mechanik,
Elektronik und Informatik nicht denkbar. Drei Lehrstühle
des Instituts für Maschinenbau der Universität Erlangen-Nürnberg
beteiligen sich an der Entwicklung innovativer Lösungsansätze
im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung
(BMBF) geförderten Verbundprojektes "Ganzheitliche
Materialkonzepte und Systemlösungen für Mechatronic-Anwendungen".
Das Gesamtprojektvolumen beträgt 21 Millionen Euro.
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- Mit der Fördersumme werden bis zum Jahr
2004 Teilprojekte unterstützt, in denen neuartige Werkstoffsysteme
insbesondere aus mit metallischen und keramischen Füllstoffen
kombinierten Kunststoffen entwickelt werden, die exakt auf ihre
Funktion abgestimmt sind und die notwendigen geforderten thermischen,
mechanischen und elektrischen Eigenschaften aufweisen. Synergieeffekte
der eingesetzten Werkstoffe können so gezielt genutzt werden.
Übergreifende Teilprojekte widmen sich der Aufbau- und Montagetechnik
und der Verbindungstechnik, um die kompakten, multifunktionalen
Systeme zu fertigen. 21 Industriepartner und sechs Hochschulinstitute
sind unter der Federführung der Siemens AG am Verbundprojekt
beteiligt.
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- Mechatronische Systeme sind Baugruppen, in
denen Mechanik, Elektronik und Informatik auf einem Funktionsträger
weitestgehend ineinander integriert sind. "In der Regel
sind die einzelnen Teilfunktionen ohne den jeweils anderen Part
nicht arbeitsfähig. Die Gesamtfunktion kann nur durch das
genau abgestimmte Zusammenwirken aller Teilfunktionen realisiert
werden", erläutert Dipl.-Ing. Simon Amesöder vom
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (Prof. Gottfried W. Ehrenstein)
der das Projekt an der Universität Erlangen-Nürnberg
koordiniert.
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- Forschungskompetenz in Erlangen
"Wir suchen an unserem Lehrstuhl
nach den optimalen Werkstoffsystemen für mechatronische
Systeme wie etwa Elektronikgehäusen mit integrierten Leiterbahnen
oder Magnetsensoren aus kunststoffgebundenen Dauermagneten",
so Amesöder weiter. "Die Vielzahl zum Teil widersprüchlicher
Anforderungen erfordern ein sorgfältiges Herantasten an
das Optimum." In aufwendigen Versuchsreihen werden die Ausgangswerkstoffe
gezielt modifiziert, um die geforderten Eigenschaften zu erfüllen.
Moderne Verarbeitungstechnologien wie das Mehrkomponentenspritzgießen
ermöglichen mit neuen Werkstoffen innovative Produktlösungen.
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- Ihre Kompetenz auf dem Gebiet der Lasertechnologie
bringen der Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Prof. Manfred
Geiger, und das Bayerische Laserzentrum in das Projekt ein. Sie
arbeiten zum Beispiel an neuen Herstellungsverfahren für
Bauteile aus dem Automobilbereich und der Kommunikationsbranche,
bei denen Laserstrahlen als Werkzeug verwendet wird. "Wir
demonstrieren die Möglichkeiten des Lasers beim Kunststoff-Schweißen
an einem funktionalen Steuer-Modul für Autotüren, das
einen deutlich verbesserten Bedienkomfort bietet", erläutert
Dipl.-Ing. Stephan Roth vom Bayerischen Laserzentrum. Auch für
die nächsten Generationen von Mobiltelefonen wird geforscht.
Roth: "Dort werden zunehmend Bauteile Anwendung finden,
die mechanische und elektrische Funktionen vereinen."
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- Wie die mechatronischen Systeme gefertigt
werden können, soll dann ab Jahresende ein Funktionsdemonstrator
am Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
(Prof. Klaus Feldmann) vorführen. Hochminiaturisierte Chips
werden in die mechatronischen Baugruppen integriert. Damit lässt
sich nicht nur nachweisen, dass die zuvor simulierten Ergebnisse
auch technisch umzusetzen sind. Aus Messreihen am Demonstrator
lassen sich auch Zuverlässigkeitsaussagen ableiten, die
für die industrielle Praxis von Bedeutung sind. Dipl.-Ing.
Peter Wölflick: "Erst im Praxiseinsatz zeigt sich,
ob die Wechselwirkungen zwischen neu entwickelten Werkstoffen
und den angepassten Fertigungsverfahren zu optimalen Ergebnissen
führen."
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- Weitere Informationen:
Dipl.-Ing. Stefan Amesöder, Lehrstuhl für Kunststofftechnik
Am Weichselgarten 9, 91058 Erlangen
Tel.: 09131/ 85 -29725, Fax: 09131/ 85 -29709
E-mail: Amesoeder@lkt.uni-erlangen.de
Informationen im Internet: www.mechatronic-project.com
Mediendienst FORSCHUNG Nr. 606 vom 30.8.2001
Sachgebiet Öffentlichkeitsarbeit (Pressestelle)
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