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Fakultät Maschinenbau

Ziel des Projekts

Ziel des Projektes LaOnDe – Ladungsträger On Demand – ist die Entwicklung additiv gefertigter, individualisierter Ladungsträger im Bereich B2B sowie B2C.
Hierbei sollen bedarfsabhängig kunden- bzw. produktindividuelle Ladungsträger und -komponenten innerhalb kurzer Zeit im 3D-Druckverfahren aus recyclebaren Kunststoffen hergestellt werden.

Die gedruckten Ladungsträger sollen insbesondere für hochwertige Industriegüter, bspw. Maschinen- und Anlagenteile, und sperrige, nicht mit Standardladungsträgern transportierbare Waren geeignet sein. Für diese werden bisher entweder sehr teure Einzelanfertigungen hergestellt, bei denen hohe Material und/oder Werkzeugkosten entstehen und deren Entwicklungszeit zum Teil mehrere Wochen in Anspruch nimmt. Oder es werden von Hand meist aus Holz Sonderlösungen angefertigt, die ebenso teuer und nicht immer transport- und belastungsgerecht ausgelegt sind.

Ergebnisse und Erfolge

Die gedruckten Ladungsträger erfüllen höchste Ansprüche in Bezug auf eine anforderungsgerechte Ladeeinheiten- und Ladungssicherung, einen effizienten und optimierten Rohstoffeinsatz bei der Fertigung und die Anpassung an die Ladungsgeometrie und -eigenschaften, wie Oberflächenbeschaffenheit, Härte oder Stabilität des Produkts.

Die effizientere, anforderungsgerechte Beladung führt zu einem wirtschaftlicheren Warentransport und zu einer Reduktion des CO2- Ausstoßes. Durch den Einsatz des 3-D-Druckverfahrens wird die Verwendung teurer Spezialanfertigungen aus Metall oder mit hohem manuellen Aufwand angefertigter Lösungen aus Holz deutlich reduziert oder sogar substituiert, was direkt zu einer Minimierung der Kosten für den Mitarbeitereinsatz und die Lagerhaltung für die Unternehmensbereiche der Verpackung und der Versandvorbereitung führt. Ebenso werden die Kosten für die Entwicklung und die Herstellung der individuellen Ladungsträger drastisch reduziert. Die ausgedienten Ladungsträger werden im Sinne einer Wiederverwertung in den Rohstoffkreislauf zurückgeführt. 

Die technologische Vielfalt an Angeboten von On-Demand-Ladungsträgern für individuelle Verpackungslösungen ist beschränkt, sodass die Logistikbranche in NRW mit LaOnDe die Möglichkeit erhält, sich mit diesem neuen Konzept frühzeitig zu positionieren. Momentan ist weder national noch international ein vergleichbares und marktfähiges Produkt erhältlich. So wird im Rahmen dieses skizzierten Vorhabens die Markteinführung ins Visier genommen und das Land NRW profiliert sich als Standort für innovative Ansätze in der Logistik und der Hochtechnologie.

Leistungen des Fachgebiets

Das Fachgebiet Maschinenelemente unterstützt das Kooperationsvorhaben durch seine Expertise im Bereich der Konstruktion während der Definition der Arbeitsgrundlagen, bei der Erstellung von Ladungsträgerkonzepten und Konstruktionsrichtlinien und im Speziellen bei der Entwicklung der Granulatzuführung und –extrusion.  Des Weiteren übernimmt es die Evaluierung von möglichen Granulaten. Im Anschluss übernimmt das FGME die Modellierung von Ladungsträger- Demonstratoren. Dies erfolgt im ersten Schritt auf Basis eines 3D-CAD-Modells. Es folgt die Ladungsträgererstellung mittels 3D-Flächenrückführung eines Ladungselements. Abschließend werden durch das FGME Topologieoptimierungen der modellierten Ladungsträger durchgeführt. Bei der Erprobung des Drucksystems und der Validierung der Ladungsträgerkonzepte unterstützt das FGME das Kooperationsvorhaben durch statistische Auswertmethoden. Arbeitspaketübergreifend unterstützt das FGME die Projektkoordination.

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