Jürgen Hesselbach Livres

After the IPS² conferences in Cranfield and Linköping in 2009 and 2010 the 3rd CIRP International Conference on Industrial Product Service Systems (IPS²) 2011 takes place in Braunschweig, Germany. IPS² itself is defined as “an integrated industrial product and service offering that delivers value in use”. The customers expect comprehensive solutions, which are adapted to their individual needs. IPS² offers the possibility to stand out from competition and for long-term customer loyalty. Particularly in times of economic crisis it becomes apparent which producing companies understand to satisfy the needs and requirements of their customers. Especially in this relatively new domain IPS² it will be important to keep track of the whole context and to seek cooperation with other research fields and disciplines. The 3rd CIRP International Conference on Industrial Product Service Systems (IPS²) 2011 serves as a platform for such collaborations and the discussion of new scientific ideas.

The 18th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering (LCE) 2011 continues a long tradition of scientific meetings focusing on the exchange of industrial and academic knowledge and experiences in life cycle assessment, product development, sustainable manufacturing and end-of-life-management. The theme “Glocalized Solutions for Sustainability in Manufacturing” addresses the need for engineers to develop solutions which have the potential to address global challenges by providing products, services and processes taking into account local capabilities and constraints to achieve an economically, socially and environmentally sustainable society in a global perspective. Glocalized Solutions for Sustainability in Manufacturing do not only involve products or services that are changed for a local market by simple substitution or the omitting of functions. Products and services need to be addressed that ensure a high standard of living everywhere. Resources required for manufacturing and use of such products are limited and not evenly distributed in the world. Locally available resources, local capabilities as well as local constraints have to be drivers for product- and process innovations with respect to the entire life cycle. The 18th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering (LCE) 2011 serves as a platform for the discussion of the resulting challenges and the collaborative development of new scientific ideas.

Adaptronische Komponenten (smart structures) wurden erstmals in den 80er Jahren für die Luft- und Raumfahrttechnik entwickelt und werden seitdem kontinuierlich zur Entwicklung und Erforschung selbst anpassender Strukturen verwendet, beispielsweise zur Dämpfung von Schwingungen. Diese Eigenschaften sind insbesondere im Hinblick auf immer höhere Genauigkeitsanforderungen, beispielsweise bei der Bauteilfertigung in Werkzeugmaschinen, von wesentlichem Interesse. Um adaptive Strukturen daher auch in Werkzeugmaschinen integrieren und nutzen zu können, wurde ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit dem Titel „Adaptronik für Werkzeugmaschinen“ gegründet und mit Hilfe von mehr als 20 Teilprojekten ein weiterer Meilenstein zur Anwendung adaptronischer Komponenten gelegt. Der Fokus dieses Schwerpunktprogramms lag auf der Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Werkzeugmaschinen und damit auch einer nachhaltigen Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Werkzeugmaschinenhersteller, die meistens mittelständischer Herkunft sind. Das vorliegende Buch gibt einen Überblick über die im Rahmen dieses Schwerpunktprogramms bearbeiteten und erforschten Themenbereiche und umfasst die Integration von Adaptronik in die Maschine zur Prozessverbesserung und Erhöhung der Maschinengenauigkeit sowie die Entwicklung adaptronischer Komponenten und Werkzeuge. Vorgestellte Forschungsthemen sind hier beispielsweise die Entwicklung adaptiver Reibflächen zur Schwingungskompensation in Werkzeugmaschinen, eine adaptronische Spindeleinheit für Fräsmaschinen, der Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen zur Kompensation thermischer Winkelverlagerungen an Werkzeugmaschinen, die Entwicklung eines adaptronischen Werkstückhalters oder eine aktive Schwingungsreduzierung bei Spannvorrichtungen für die Holzbearbeitung. Aufgrund der sehr guten in den einzelnen Teilprojekten erzielten Forschungsergebnissen und einem großen Interesse der Fachwelt gibt das vorliegende Buch einen Einblick über die durchgeführten Arbeiten. Auf diese Weise können die Leser erfassen, was der aktuelle Stand der Technik ist und sich zu neuen Forschungsansätzen inspirieren lassen.

Im Buch sind die Tagungsbeiträge zum Kolloquium Mikroproduktionstechnik der Sonderforschungsbereiche 440, 499 und 516 abgedruckt. Die Beiträge geben den Stand der Wissenschaft in den Bereichen Entwurf und Simulation, Montagetechniken, Verbindungstechniken und Fertigungstechniken von Mikrosystemen und deren Komponenten wieder, mit denen sich die drei Sonderforschungsbereiche befassen.

Miniaturisierung und Funktionsintegration sind zentrale Themen in der Produktentwicklung. Miniaturisierte Systeme, die Signalverbreitung, Sensoren und Aktoren auf kleinstem Raum umfassen, verbinden elektronische, mechanische und optische Komponenten. Um den internationalen Stand der Mikroproduktionstechnik zu erfassen und ihre Potenziale sowie technologische Defizite zu bewerten, wurde eine Studie mit 50 Unternehmen aus der Schweiz, den USA und Japan durchgeführt. Der Fokus lag auf klassischen feinwerktechnischen Verfahren, die als wirtschaftliche Ergänzung zu mechanischen Verfahren gelten, insbesondere bei kleinen und mittleren Stückzahlen. Die Ergebnisse zeigen die tatsächliche Position der deutschen Forschung und Industrie im internationalen Vergleich und schätzen die Perspektiven dieser Technologie für Deutschland präzise ein. Dank der Kompetenzen der beteiligten Institute deckt die Studie nicht nur die Technologien der Mikroproduktionstechnik umfassend ab, sondern identifiziert auch Handlungsbedarf und strategische Empfehlungen für die Industrie, die Forschung sowie die Technologie- und Förderpolitik. Der Inhalt umfasst die Motivation und Zielsetzung der Studie, die Untersuchungskonzeption, den Stand der Technik in verschiedenen Verfahren, nationale Förderprogramme und Handlungsempfehlungen.