Simulation: Kosten für Schweißvorgänge reduzieren

EU-Projekt Fortissimo: Lauer & Weiss GmbH und Lasersystemtechnik Bollinger & Ohr erhoffen sich Kostenreduzierung beim Laserschweißen: Im Rahmen von Fortissimo verfolgen die Unternehmen Lauer & Weiss GmbH, Fellbach, und Lasersystemtechnik Bollinger & Ohr UG, Korb, das Ziel, mit Hilfe von Simulationstechnologie die Kosten für Schweißvorgänge in Produktionsprozessen zu reduzieren. Fortissimo (Factories of the Future Resources, Technology, Infrastructure and Services for Simulation and Modelling) ist ein dreijähriges EU-Projekt (Start Juli 2013), mit dem kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in Europa der Zugang zu Simulationstechnologie auf Höchstleistungsrechnern (HPC – High Performance Computing) in der Produktentwicklung erleichtert werden soll.

Prozesseinblick ist wichtig – Optimierung des Schweißvorgangs

Das Anwendungsexperiment im Bereich Laserschweißen ist eines von insgesamt 53 branchenspezifischen Experimenten, die die EU mit 11 Millionen Euro bezuschusst (pro Projekt stehen max. 250’000 Euro zur Verfügung): Der Schweißprozess eines Heizelements, das in einer Verpackungsanlage für das Verschweißen von Folien erforderlich ist, wird im Rahmen des Experiments analysiert und mit Hilfe von Simulationen optimiert. Hierbei ist von Interesse, wie sich die Wärmeverteilung und der Verzug des Heizelements während des Schweißprozesses auf die Dauerfestigkeit des arbeitenden Heizelements auswirken.

„Bis dato müssen wir im Fall von Problemen das Heizelement meist aufschneiden und dann nachträglich untersuchen“, sagt Stefan Ohr, Geschäftsführer der Lasersystemtechnik Bollinger & Ohr UG, die sich auf Laserschweißtechnik spezialisiert hat und beim Fortissimo-Experiment mit der Lauer & Weiss GmbH kooperiert. „Das ist aufwändig und oft nicht zielführend. Wir stoßen so nur auf das Ergebnis und haben keinen Einblick in den Schweißprozess, der zum Problem führte.“

Die Lauer & Weiss GmbH, ein etablierter Modulentwickler für die Automobilindustrie, baut das Simulationsmodell auf und entwickelt die zur Optimierung erforderliche Berechnungs- und Analysemethodik. „Mit diesem Projekt haben wir die Möglichkeit, kleinen mittelständischen Zulieferern die erfolgreiche Anwendung moderner Berechnungsmethoden zu demonstrieren und deren wirtschaftlichen Vorteil zu belegen“, erläutert Geschäftsführer Jochen Lauer. „Durch die Nutzung der Rechenressourcen am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) erweitern wir zudem unser Angebot im Bereich Simulation.“

Wettbewerbsvorteile für KMU

Von der Simulation erwarten sich die beiden Unternehmen neben einer Kostenreduzierung auch ein größeres Verständnis des Prozesses. Dazu sagt Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer der Stuttgarter Sicos BW GmbH und einer der Ansprechpartner für das Fortissimo-Projekt in Deutschland: „Für die Wettbewerbsfähigkeit ist beides vorteilhaft. Mit Simulationstechnologie können KMU gerade in der Produktentwicklung spürbare Wettbewerbsvorteile erzielen.“

Die Sicos BW GmbH mit Sitz in Stuttgart wurde 2011 vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Stuttgart gegründet, um speziell kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) den Zugang zu Simulation und Höchstleistungsrechnen zu erleichtern. Unter Leitung von Andreas Wierse informiert, berät und vermittelt das Unternehmen branchenübergreifend beim Einsatz modernster und leistungsfähiger Computer und Datenspeicher für die Produktentwicklung im Industrie- und Technologiesektor.

Fokus: Simulation für Engineering / Produktion

Während in Fortissimo schon alle 53 Projekte der Ausschreibung laufen, wurde bereits ein Nachfolgeprojekt für weitere Experimente genehmigt. Gesucht werden neue Anwendungsfälle von Simulationsservices in den Bereichen Engineering und Produktion, basierend auf der Fortissimo HPC Cloud-Infrastruktur. Projekte können wie bereits bei Fortissimo u.a. aus den Bereichen Gusstechnik, Umweltschutz, Städteplanung, Flugzeugdesign, Automobil oder Mechatronik kommen; aber auch Vorschläge für neue Anwendungen sind willkommen.

Genutzt werden für die Experimente die Rechenressourcen von HPC-Centern wie dem HLRS, auch ein Partner von Fortissimo. Ziel ist, dass die Unternehmen auf die HPC Cloud-Infrastruktur in Form eines „one-stop-shop“ zugreifen, das heißt, sie mieten bei Bedarf Hardware, Expertise, Anwendungen, Visualisierung und Tools von den Fortissimo-Partnern zu attraktiven Preisen aus einer Hand.

Fortissimo wird von der Universität Edinburgh geleitet. Zu den Partnern zählen produzierende Unternehmen, Anwendungsentwickler, Domain-Experten, IT-Lösungsanbieter und HPC Cloud Service Anbieter aus 14 Ländern.

Weitere Informationen zu Fortissimo unter http://www.fortissimo-project.eu/switch/index.php?seoPath=calls/calls.