Die Preisträger der vergangenen Jahre

Hybride Schmiede- / 3D-Druck-Bauteile
Die zunehmende Akzeptanz und Verwendung des Metall-3D-Drucks für die Herstellung von funktionalen Bauteilen führt zu steigenden Ansprüchen an die Produktionsprozesse. Dabei darf man sich nicht nur auf die komplexen Konstruktions- und Druckprozesse beschränken, sondern muss auch Fragestellungen rund um die Themenfelder Werkstoff, CNC-Nacharbeit, Wärmebehandlung und Qualitätssicherung berücksichtigen. In der ganzheitlichen und firmeninternen Prozesskette werden deshalb beispielsweise hybride Fertigungsprozesse entwickelt, bei der hochfeste Schmiedekomponenten mit funktionsoptimierten, additiven Strukturen ergänzt werden. Auch die Qualifizierung neuer Werkstoffe für den Metall-3D-Druck mithilfe der hauseigenen Metallpulver-Verdüsungsanlage und dem 400 Legierungen umfassenden Materiallager ist ein zukunftsträchtiger Geschäftsbereich.

Rosswag GmbH

Schnelle digitale Signalerfassung
Zur Erfassung digitaler elektrischer Signale werden hochgenaue Messgeräte benötigt. Die von Swabian Instruments konzipierte Messarchitektur kann zum Testen von digitalen integrierten Schaltkreisen eingesetzt werden. Sie eignet sich auch dazu, das Licht einzelner Moleküle in Tumorzellen zu messen und bildet die Grundlage für wissenschaftliche Experimente im Bereich der Quantentechnologie. Dabei beträgt die Messgenauigkeit nur wenige Pikosekunden. Die besondere Eigenschaft des Produkts ist die Softwareschnittstelle: Diese erlaubt es Anwendern auch komplexe digitale Messungen mit minimalem Aufwand rein in Software zu implementieren. Die Technologie, die „Software Defined Data Acquisition“ genannt wird, ist in der Messtechnik weltweit einmalig. Die Kunden, darunter herausragende wissenschaftliche Einrichtungen, profitieren von der neuen Technologie, die es ihnen ermöglicht, Forschungs- und Entwicklungsprojekte schneller und einfacher umzusetzen. 

Swabian Instruments GmbH

Ressourcenschonende Zink-Nickel-Abscheidung
Die Vernichtung von Stahlwerkstoffen durch Korrosion verursacht jährlich volkswirtschaftliche Schäden in Milliardenhöhe und gefährdet zudem die öffentliche Sicherheit. Professioneller Korrosionsschutz kann diesen Prozess jedoch verzögern und so der Zerstörung wertvoller Werkstoffe vorbeugen. Die Galvanotechnik spielt dabei eine herausragende Rolle. Für Eisenwerkstoffe ist die galvanische Beschichtung mit Zink oder Zinklegierungen eine der besten Möglichkeiten zum Schutz gegen Korrosion. Zink-Nickel-Legierungsschichten, die in einer Schichtdicke von 5-10 μm und mit einem Nickelanteil von 12-16 Prozent galvanisch abgeschieden werden, bieten nach anschließender Passivierung einen hervorragenden Korrosionsschutz der Grundwerkstoffe und werden seit rund 30 Jahren in industriellem Maßstab eingesetzt.

Dr.-Ing. Max Schlötter GmbH & Co. KGH

Intelligentes Video­-Assistenzsystem
Augmented Reality, die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung, hat als Zukunftstechnologie in den letzten Jahren deutlich an Präsenz und Relevanz gewonnen. Neben den Anwendungen im Consumer-Bereich hat auch die Industrie die Vorteile der Verortung virtueller Inhalte im realen Kontext erkannt. Im Vordergrund steht hierbei die direkte Einblendung von Informationen zu betrachteten Maschinen, welche dem Wartungstechniker Aufschluss über die Betriebssituation geben können, um eine bestmögliche Informationslage mit niedrigem Aufwand herstellen zu können. Ein weiteres Feld in dem Augmented Reality Einzug gehalten hat, ist die Schritt-für-Schritt Erklärung und Anleitung für komplizierte Arbeitsprozesse. Hierfür gibt es einen großen Bedarf im Anwendungsfeld der Montage, aber auch der Instandhaltung sowie im Trainings- und Qualifizierungsbereich.

ioxp GmbH

Die Herstellung von Nanopartikeln für medizinische Anwendungen oder die Extraktion von Pestizidrückständen aus Proben bei der Lebensmittelüberwachung sind Beispiele für wichtige und anspruchsvolle Laboraufgaben. Dabei kommen heute immer noch sehr aufwendige und oft nicht ausreichend effiziente Labortechniken zum Einsatz. Die neu entwickelte duale Zentrifuge ist ein vielseitiges Laborgerät, das zur Herstellung von Nanopartikeln im medizinischen und technischen Bereich, zur Vermischung von schwer mischbaren Komponenten oder auch zur Extraktion bei der analytischen Probenvorbereitung eingesetzt werden kann. Mithilfe der neuen Technik – eine Art von Hochleistungsschütteln – sind diese Laboraufgaben jetzt effizienter, schneller und sicherer durchführbar oder werden überhaupt erst möglich. Gleichzeitig mit der Entwicklung der neuen dualen Zentrifuge wurden innovative Anwendungen für die duale Zentrifugation entwickelt, wobei eng mit Partnern aus der Medizin, Pharmazie, Analytik und Nanotechnologie zusammengearbeitet wurde.

Andreas Hettich GmbH & Co. KG

Mobile 3D-Laser­datenerfassung
Die genaue, flexible und schnelle Erfassung von dreidimensionalen Umgebungsmodellen ist eine grundlegende Voraussetzung für viele Automatisierungsanwendungen und liefert eine wertvolle Datengrundlage für Planungs- und Optimierungsprozesse. Das neue Sensorsystem kombiniert moderne Lasersensoren, preiswerte und dennoch leistungsfähige Elektronikkomponenten und komplexe Algorithmen zur Datenerfassung. Hieraus resultiert ein leichter Sensor mit flexiblem Einsatzbereich. Der Sensor kann zum mobilen 3D-Mapping in Innen- und Außenbereichen eingesetzt werden und eignet sich sowohl für Befliegungen, als auch zur terrestrischen, nichtstationären Datenerfassung. Ein innovatives Bedienkonzept und ausgefeilte Methoden zur Datenprozessierung in der Cloud ermöglichen eine Verwendung durch Benutzer ohne spezielle Kenntnisse. Die resultierenden 3D-Modelle werden als Dienstleistung vom eigenen Fachpersonal entsprechend den Anforderungsprofilen so aufbereitet, dass eine direkte Weiterverarbeitung im Prozess der Kunden erfolgen kann. Dies stellt ein Novum im Bereich des mobilen Laserscannings dar und eröffnet durch Kosteneffizienz neue Anwendungsgebiete in diesem Feld.

dotscene GmbH

Rückfederungskompensation komplexer Blechformteile
Eine der letzten großen fertigungstechnischen Herausforderungen im automobilen Karosseriebau besteht heute nach wie vor darin, die geforderte Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität von Einzelteilen und Baugruppen auf kurzem Wege ohne umfangreiche Werkzeugkorrekturen zu erreichen. Ursache von Maßabweichungen sind elastische Formänderungen im Pressprozess, welche beim Öffnen der Werkzeuge eine Rückfederung der Teile nach sich ziehen. Diese Rückfederung lässt sich heute mittels der Finite-Elemente-Methode sehr gut berechnen. Allerdings stellt sich dann die Herausforderung, auf Basis dieser Rückfederungsergebnisse derart „falsche“ Presswerkzeuge bauen zu können, dass aus diesen Werkzeugen nach der Rückfederung maßgenaue Teile herauskommen. Im Gegensatz zu kommerziellen Softwarelösungen ist es in Zusammen­arbeit mit der Hochschule Heilbronn gelungen, dieses Problem zu lösen. Der Lösungsansatz wurde zum Patent angemeldet. Mit dem neu entwickelten Algorithmus ist es möglich, simulierte oder auch gemessene Bauteildaten von rückgefederten Teilen so zu überbiegen, dass eine bestmögliche Maßhaltigkeit, insbesondere bei Erhalt der anspruchsvollen Oberflächenqualität von Karosserie-Außenhautteilen, erzielt wird. Auf diese Weise lassen sich bei konsequenter Anwendung im Planungs- und Realisierungsprozess von Press­werkzeugen Zeit und Kosten in einer Größenordnung von 50 Prozent einsparen. Hochgerechnet auf ganze Pkw-Karosserien ergeben sich dadurch Einsparungen in Millionenhöhe.

inigence GmbH

Verbundbeton-Fahrachse
In der industriellen Produktion werden immer mehr Prozesse mit Hilfe von Robotern automatisiert. Dabei brauchen Industrieroboter häufig Fahrachsen, um sich bei ihrer Arbeit auch vor, zurück oder seitlich hin und her bewegen zu können. Je mehr Fahrachsen ein Unternehmen benötigt, desto teurer gestaltet sich die Fertigung der eigenen Produkte und desto höher wird der Preis für den Endverbraucher. Normalerweise werden Fahrachsen für Roboter aus Metall gefertigt, was sich in den Herstellungskosten niederschlägt. Außerdem benötigen die konventionellen Fahrachsen aus Metall eine größere Aufstellfläche, was es kleineren Unternehmen erschwert, ihre Produktionsketten zu automatisieren und somit kosteneffizienter zu gestalten. Um hier Abhilfe zu schaffen, wurde eine Fahrachse entwickelt, die durch den Einsatz von Verbundbeton die Materialkosten drastisch reduziert, ohne die Positioniergenauigkeit zu beeinträchtigen. Die Tauglichkeit der Neuentwicklung wurde bereits im Serieneinsatz nachgewiesen.

IPR-Intelligente Peripherien für Roboter GmbH

Kollisionswarnsystem für Auto­mobil-Prüfgelände
Auf den Prüfgeländen der Automobilindustrie werden Fahrzeuge unter teilweise extremen Bedingungen und Geschwindigkeiten getestet. Fast jährlich kommt es dort zu schweren Unfällen mit Todesfolge. Die Betreiber der Prüfgelände benötigen eine Lösung, welche den Fahrer vor drohenden Frontal-, Seiten- und Heck-Kollisionen mit einer entsprechenden Vorwarnzeit alar­miert. Die im öffentlichen Straßenverkehr genutzten Frontkollisionswarnsys­teme sind systembedingt nicht für Teststrecken und Steilkurven geeignet. Die Anforderungen an ein Warnsystem für diesen Zweck sind sehr hoch. Das Kollisionswarnsystem wurde auf eine konkrete Kundenanfrage hin entwickelt. Das System verbessert die Sicherheit auf Prüfgeländen entscheidend und hilft Zusammenstöße zu vermeiden. Dies gelingt durch die hohe Präzision der GPS-Positionierung, die extreme Schnelligkeit in der mobilen Kommunikation und die Software, die die Fahrer in kritischen Situationen warnt. Ein vergleichbares Kollisionswarnsystem ist auf dem Markt nicht vorhanden.

mm-lab GmbH

3D-Video-Mikroskop für die Zahntechnik
Mit dem neu entwickelten System, bestehend aus einem Video-Mikroskop, 3D-Monitor und -Brille, können Zahntechniker nicht nur präzise und aufrecht sitzend arbeiten, es ermöglicht auch einen schnellen Austausch mit Kunden und Kollegen direkt in der gemeinsamen Betrachtung am Monitor oder über ein virtuelles Netzwerk. So lässt sich das innovative System ideal zur Betrachtung, Prüfung und Bewertung der Qualität zahntechnischer Objekte einsetzen. Da sich mit dem Gerät auch Digitalfotos und Videosequenzen in Full-HD-Qualität erstellen lassen, ist es gleichzeitig zur Präsentation und Kommunikation zwischen Praxis und Labor sowie für Schulungs- und Dokumentationszwecke geeignet. Es kann somit an jeder beliebigen Stelle, besonders im digitalen Workflow, nutzbringend integriert werden.

Renfert GmbH