DiK Forschungslabor

DiK Forschungslabor

Das Fachgebiet hat 2017 ein Forschungslabor im ehemaligen Rechnerpoolraum am TU-Campus Lichtwiese eröffnet, um ausgewählte Ergebnisse und Demonstratoren aus den verschiedenen Forschungsbereichen des Fachgebiets interessierten Besuchern präsentieren zu können. Der rund 100qm große Raum wurde dazu vollständig neu gestaltet, renoviert und möbliert. Im neuen Labor können die wissenschaftlichen Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen sowie die Studierenden des Fachgebiets gemeinsam an industriellen Anwendungsfällen und Prototypen forschen und entwickeln. Die Lage des Raumes im Zentrum des Fachgebiets mit direktem Anschluss an den verglasten Besprechungsraum lockt regelmäßig Gäste an und bietet einen Einblick in die Anwendung und den Transfer der am Fachgebiet erarbeiteten Konzepte.

Das Forschungslabor, welches sich ständig weiterentwickelt, hat sich so zu einem Ort der Zusammenarbeit mit anderen Universitäten, Fachbereichen, Instituten und Unternehmen entwickelt, in dem regelmäßig wissenschaftlicher Austausch und Industrietransfer stattfindet. Der Raum wurde zur Präsentation der Ergebnisse in vier Schwerpunktbereiche aufgeteilt, welche sich am Profil des Fachgebiets sowohl in der Grundlagen- als auch in Anwendungsforschung orientieren: Virtuelle Produktentwicklung, Additive Fertigung, Industrie 4.0 und IT-Sicherheit. Neben genügend Flächen für die Demonstratoren der vier Tätigkeitsschwerpunkte sind in jedem Bereich Arbeitsplätze vorhanden, um auch Gruppen die Arbeit an den Demonstratoren ermöglichen zu können. Auch auf der Fachgebietswebsite kann ein Blick in das Forschungslabor geworfen werden. Hier steht ein interaktiver 360°-Rundgang zur Verfügung und zu jedem ausgestellten Demonstrator können detailliertere Informationen und relevante Publikationen des Fachgebiets abgerufen werden.

Virtuelle Produktentwicklung

Im Schwerpunktthema Virtuelle Produktentwicklung zeigt das DiK insbesondere Ergebnisse aus der Erforschung digitaler Prozessketten. Diese führen zu neuen Ansätzen für die Entwicklung von integralen Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnungen, zur Beherrschung von Unsicherheiten in lasttragenden Systemen und der Medizintechnik. Darüber hinaus werden Methoden zur Unterstützung von Anwendern im digitalen Produktentwicklungsprozess entwickelt. Die Demonstratoren veranschaulichen beispielsweise die erforschten Ansätze zur Optimierung von Verfahrensschritten der Blechumformung auf Basis von Algorithmen. Im Bereich der Medizintechnik werden die Ansätze des Virtual Reality und sensomotorische Rückkopplung mittels Haptik-Feedback-System für die digitale Modellierungsarbeit von Zahnersatz demonstriert. Durch diese Ansätze ist es möglich, die Produktqualität zu erhöhen und gleichzeitig die Entwicklungskosten zu senken.

Additive Fertigung

Im Bereich der Additiven Fertigung wird am DiK die gesamte Prozesskette von der Werkstoffherstellung über die Nutzung bis hin zum Recycling erforscht. Ziel des Fachgebiets ist es, die Prozessketten zur Additiven Fertigung ganzheitlich abzubilden, Prozessdaten zu ermitteln und diese in späteren Lebenszyklusphasen nutzbar zu machen. Dazu werden angepasste Datenmodelle entwickelt, die die bisher isolierten Prozessschritte in der Additiven Fertigung integrieren. Hierzu steht eine vollständige Prozesskette zur Additiven Fertigung zur Verfügung, an der die Anwendung der entwickelten Datenmodelle dargestellt wird. Weiterhin wird erforscht, wie Bauteile in gesammelten Fertigungsaufträgen markiert und identifiziert werden können, um eine eindeutige Kundenzuordnung zu ermöglichen.

Industrie 4.0

Im Bereich Industrie 4.0 ist das Forschungsziel des Fachgebiets, Methoden für die Zusammenführung von bisher getrennten Modellierungs- und Simulationssystemen zu entwickeln. Diese Methoden bilden eine Grundlage für die Beschreibung von digitalen Zwillingen. Forschungsschwerpunkte des Bereichs sind der Einsatz von Web-Technologien und semantischen Technologien sowie die Entwicklung geeigneter, neuer Datenmanagementmethoden. Die im Labor erzielten Ergebnisse werden in der an der TU Darmstadt angesiedelten Modellfabrik validiert und durch Transferangebote in die industrielle Praxis überführt.

IT-Sicherheit

Durch die zunehmende Vernetzung und digitale Kommunikation im industriellen Umfeld stellt Wissensschutz und IT-Sicherheit der Anlagen eine wesentliche Grundlage der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen dar. Das Fachgebiet DiK forscht hierzu an neuen Methoden und Konzepten zum Schutz von Anlagen bei der Fernwartung und der Absicherung von neuen Geschäftsmodellen wie dem digitalen Handel von Firmenwissen. Dies wird mit zwei Demonstratoren verdeutlicht, die beispielsweise den Handel von Technologiedaten für Laser- und Fluidmischprozesse darstellen. In diesem Technologiedatenmarktplatz werden verschlüsselte Datensätze über das Web zur Verfügung gestellt und anhand einer Nutzungslizenz auf der berechtigten Maschine entschlüsselt. Die industrielle Fernwartung wird durch angepasste Authentisierungs- und Vertraulichkeitsschutzmethoden in Bezug auf die Angreifbarkeit verbessert. Dies wird durch einen Modellroboterarm veranschaulicht. Weiterhin werden Verschlüsselungskonzepte für eine verteilte Additive Fertigung entwickelt und mit einem Desktop-Fertigungssystem demonstriert.

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