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Ludwig Vogt

• Zur Automation des Materialflusses im Freistrahl-Bindemittelauftrag (engl. binder jet- ting technology) (BJ) wurden, basierend auf den Rohdaten des Bauteils (STL-Format), analytische Verfahren zur Bestimmung von Handhabungspositionen entwickelt. Somit kann fu ̈r die Kombination aus Bauteil und Parallelbackengreifer ein mo ̈glichst um- fangreicher Lo ̈sungsraum generiert werden. Fu ̈r die Bewertung dieses Lo ̈sungsraumes wird anschließend eine automatisierte Finite Elemente Methode (FEM) eingesetzt mit einem idealisierten transversalen orthotropen Materialverhalten. Da zwischen der konstruierten STL-Datei und dem fertigen Bauteil ein signifikanter, geometrischer Unterschied besteht, wird aus den Pra ̈prozessor Daten der Anlage ein prozessspezi- fisches Bauteilmodell erzeugt. Die Rekonstruktion basiert auf einem voxelbasierten Verfahren, das Bauteildaten in Form von RGB-Werten als Input verwendet. Zusa ̈tzlich zur Erzeugung des Bauteilmodells werden die RGB-Daten in einem virtuellenZur Automation des Materialflusses im Freistrahl-Bindemittelauftrag (engl. binder jet- ting technology) (BJ) wurden, basierend auf den Rohdaten des Bauteils (STL-Format), analytische Verfahren zur Bestimmung von Handhabungspositionen entwickelt. Somit kann fu ̈r die Kombination aus Bauteil und Parallelbackengreifer ein mo ̈glichst um- fangreicher Lo ̈sungsraum generiert werden. Fu ̈r die Bewertung dieses Lo ̈sungsraumes wird anschließend eine automatisierte Finite Elemente Methode (FEM) eingesetzt mit einem idealisierten transversalen orthotropen Materialverhalten. Da zwischen der konstruierten STL-Datei und dem fertigen Bauteil ein signifikanter, geometrischer Unterschied besteht, wird aus den Pra ̈prozessor Daten der Anlage ein prozessspezi- fisches Bauteilmodell erzeugt. Die Rekonstruktion basiert auf einem voxelbasierten Verfahren, das Bauteildaten in Form von RGB-Werten als Input verwendet. Zusa ̈tzlich zur Erzeugung des Bauteilmodells werden die RGB-Daten in einem virtuellen Bauraum zur Rekonstruktion der Anlagendaten verwendet. Basierend auf diesem Abbild, werden Objektklassifikationen und -transformationen berechnet und eine Entnahmereihenfolge der Objekte mittels geometrischer Randbedingungen bestimmt. Hierdurch wird selbst bei dicht gepackten Baura ̈umen die kollisionsfreie Entnahme gewa ̈hrleistet. Validiert und evaluiert wurde das entwickelte System digital in insgesamt 10 Testszenarien mit 15 unterschiedlichen Bauteilen. In der digitalen Evaluation konnten 96.4 % der Objek- te erfolgreich zugewiesen werden, und die Entnahme der Bauteile erfolgte mit einer Erfolgsquote von 94.7%. Das Vorgehen und die Funktionalita ̈t konnte in den realen Testszenarien besta ̈tigt werden, allerdings konnten tieferliegende Bauteile im Bauraum, aufgrund zu großer externer Kra ̈fte, nicht mehr erreicht werden. Somit resultiert in der realen Evaluation eine Erfolgsquote von 62.7 %.…