April 15th, 2026 | by
Jansen, Christina
Im Projekt FunkDAF arbeiten wir am IGMR gemeinsam mit dem Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung (MSE) – RWTH Aachen und dem Visual Computing Institute daran, den gesamten Produktentwicklungsprozess in der additiven Fertigung ganzheitlich abzubilden – von der Bauteilgenerierung bis hin zur finalen Fertigung und Validierung.
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At the MSE, load-bearing components are created using generative design and optimized for stress through FEM analyses. Building on this stress data, the VCI develops print path-oriented strategies that are specifically aligned with the principal stress directions. This reduces anisotropic effects in additively manufactured components, improves material utilization, and significantly increases component strength.
At the IGMR, we put these innovative print paths into practice: Using a robot-assisted setup—consisting of a moving print bed and a fixed extruder—the paths are first adjusted and then converted into precise robot trajectories. The manufactured components are finally subjected to mechanical testing to validate the underlying hypotheses.
Kategorie: Additive Fertigung, Additive Manufacturing, Allgemein, Fertigung
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Das IGMR betreibt seit vielen Jahren eine eigene mechanische Werkstatt zur Fertigung von Prototypen im Bereich von Forschungs- und Entwicklungsprojekten sowie der Lehre.
Zu den Stärken des Teams zählen, die jahrelange Erfahrung der qualifizierten Mitarbeiter im Bereich der Prototypenfertigung und Montage von Baugruppen sowie die anschließende finale Installation und Inbetriebnahme der Versuchseinrichtungen und Prüfstände.
Zudem findet am IGMR innerhalb des Teams eine stetige Kommunikation zwischen der Entwicklung, Konstruktion und Produktion sowie der Integration von Elektro-, Mess- und steuerungstechnischen Komponenten statt. In der Herstellung von robotischen Systemen, Handhabungsgeräten und Bewegungsgeinrichtungen ist eine hochgenaue Fertigung, iterative Arbeitsweise und fachübergreifende Kommunikation von großer Bedeutung. Die Komponenten müssen präzise aufeinander abgestimmt werden und unterliegen einer ständigen Überprüfung innerhalb des Produktentwicklungsprozesses. Neben den herkömmlichen Zerspanungsverfahren wird in unserer Werkstatt das Verfahren des 3D-Drucks (additive Fertigung) angewendet, um je nach Anwendungsfall und Ausführbarkeit ein erstes Funktionsmuster schnell und kostengünstig zu erstellen. Die Anwendung von CAD-Systemen im Bereich der Fertigung ist selbstverständlich.
Fertigungsverfahren:
• Drehen
• Fräsen
• Bohren
• Sägen
• Sandstrahlen
• Schweißen (Elektrode)
• 3D-Druck
Ein Beispiel der vielfältigen Fertigungsmöglichkeiten der mechanischen Werkstatt in Kombination mit den messtechnischen Kompetenzen des IGMR zeigt die Entwicklung, Konstruktion und Anwendung eines Prüfstands zur Ermittlung der ertragbaren Lastzyklen filigraner, hochgenauer stoffschlüssiger Gelenke.
Im Rahmen des DFG-Projektes „Grundlegende Untersuchung zu stoffschlüssigen
Gelenken mit Einsatz in hochgenauen parallelkinematischen Mikromanipulatoren“ wurde ein Prüfstand zur Ermittlung der ertragbaren Lastzyklen filigraner Kerbgelenke gebaut und Lebensdaueruntersuchung durchgeführt.
Hierbei wurde die Lebensdauer stoffschlüssiger Gelenke untersucht, da diese zwar in der Feinwerktechnik weit verbreitet , aber kaum experimentellen Untersuchungen zur Lebensdauer dieser Gelenke vorhanden sind.
Der Aufbau des Prüfstandes wird in folgendem Video präsentiert:
https://youtu.be/j4ZF_1qZSUk
Besondere Herausforderung bei der Prüfstandsentwicklung waren das reproduzierbare Einsetzen der filigranen Strukturen / stoffschlüssigen Gelenke, die eindeutige Detektion der Gelenkermüdung und die automatisierte Erfassung der Messergebnisse sowie die Berücksichtigung der hohen Lastzyklen aufgrund des Dauerbetriebs.
Links:
Technikum, Labore und mechanische Werkstatt am IGMR
Veröffentlichung zum Prüfstand
Ansprechpartner:
Prof. Hüsing
Sascha Lersch
Judith Merz
Kategorie: Design of Experiments, Entwicklung und Konstruktion, Fertigung, Machbarkeitsstudien, Maschinen, Messtechnik, Prototypen, Prototypenbau, Steuerung, stoffschlüssige Gelenke, Technik, Technik und Verwaltung, Werkstatt
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