Photonische Prozessketten

Photonische Prozessketten – die industrielle Produktion von morgen

Die industrielle Produktion wird immer dynamischer und komplexer: Produktzyklen verkürzen sich, der Variantenreichtum wächst, die Kosten sinken. Moderne, wettbewerbsfähige Produktionsprozesse müssen daher nicht nur maximal flexibel, sondern auch energie- und kosteneffizient sein. Eine Fertigung mit vor- und nachgelagerten Produktplanungsprozessen kann durch die intelligente Verknüpfung photonischer Verfahren realisiert werden. Photonische Prozessketten ermöglichen die flexible Fertigung individualisierter und komplexer Produkte.

Besser Fertigen mit Photonik

Der Druck des globalen Wettbewerbs auf Deutschland wächst – sowohl auf den Produktionsstandort als auch auf den Fabrikausrüster der Welt. Denn die Ansprüche des Marktes an produzierende Unternehmen steigen kontinuierlich. Dabei zeichnen sich zwei Trends ab: Zum einen verlangen Kunden immer komplexere Produkte zu möglichst niedrigen Preisen und zum anderen wollen Kunden und Geschäftspartner zunehmend in Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse eingebunden werden.

Beide Trends verlangen nach einer engen Verkettung aller Schritte bei der Entstehung eines Produkts. Das beginnt bei Konstruktion und Design, setzt sich bei der Materialauswahl fort und endet bei intelligenten, flexiblen und energieeffizienten Produktionsverfahren zu niedrigen Kosten. Die Fertigungsverfahren der Photonik besitzen ein immenses Potenzial für solche Produktionsprozesse, da sie hochflexibel, berührungs- und verschleißfrei arbeiten und sich außerdem vielfältig kombinieren lassen.

Produktion perfektionieren

So sind photonische Prozessketten ideal geeignet für die automatisierte Herstellung von Produkten anhand von digitalen Daten mittels Laserverfahren. Lasernetzwerke, optische Sensor- und Regelsysteme ermöglichen Fertigungs- und Anlagenkonzepte, die sich selbst optimieren und an neue Anforderungen anpassen. Die Flexibilität steigt, die Zeit bis zur Marktreife wird verkürzt und eine Null-Fehler-Produktion ermöglicht. Mit laserbasierten Verfahren können verschiedene Werkstoffe gezielt modifiziert oder zu einem Werkstoff-Hybrid verbunden werden. Photonische Strukturierungstechniken erlauben eine optimale Anpassung der Eigenschaften eines Bauteils an die Anforderungen seiner Nutzung.

Photonische Fertigung gezielt verknüpfen, schafft Wettbewerbsvorteile

Um das Potenzial der photonischen Fertigungsverfahren vollständig für die moderne Produktion nutzen zu können, muss die Fertigung eines Produkts nicht nur in ihren einzelnen Schritten verstanden werden, sondern auch das Zusammenspiel der einzelnen Verfahren in der vollständigen Prozesskette.

Insellösungen gehören der Vergangenheit an, photonische Prozessketten sind die Zukunft. Dabei ist es wichtig, sowohl einzelne photonische Verfahren miteinander zu koppeln als auch über Schnittstellen mit anderen Fertigungsverfahren zu verbinden. Ziel ist es, neuartige photonische Werkzeuge und Prozesse in konventionelle Prozessketten zu integrieren, komplett neue Fertigungsabläufe auf der Basis photonischer Werkzeuge und Prozesse zu erarbeiten und neue und verbesserte Werkstoffe zu entwickeln. Hier setzten die Fördermaßnahmen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung an.