Fraunhofer-Gesellschaft ENAS弗劳恩霍夫在三维表面上的机器人辅助喷墨打印
信用:比尔曼和荣格 批量生产方式如何应用到个性化产品上？一个答案是使用数字制造技术的组合，例如通过将数字印刷和激光加工集成到传统制造过程中
这为在线产品定制铺平了道路
六家弗劳恩霍夫研究所汇集了他们的专业知识，将这一新过程推向了一个新的高度
“大规模生产”一词通常指从装配线上滚出大量相同的产品
然而，最新的趋势要求个性化的产品
汽车行业是这一趋势的一个例子:例如，大众汽车公司一年只生产一到两款相同的高尔夫车型
然而，这种个性化趋势也将大规模生产技术推向了极限
弗劳恩霍夫灯塔项目超越4
0旨在通过实现个性化产品的大规模生产来应对这一挑战
它是四个不同的夫琅和费集团和六个夫琅和费研究所之间的合作:ENAS夫琅和费电子纳米系统研究所、IFAM夫琅和费制造技术和先进材料研究所、ILT夫琅和费激光技术研究所、夫琅和费应用光学和精密工程研究所、ISC夫琅和费硅酸盐研究所和IWU夫琅和费机床和成形技术研究所
该项目由位于切姆尼茨的弗劳恩霍夫ENAS公司管理
“现在，汽车行业的个性化基本上意味着为每一款可能的车型做好准备，然后在生产线末端添加每位客户订购的特定功能
项目经理托马斯·奥托教授说:“这意味着，例如，每辆车都必须安装完整的线束。”
在弗劳恩霍夫ENAS公司工作并负责协调灯塔项目的赖因哈德·鲍曼教授解释了这一新概念:“通过将传统制造方法与新兴数字技术和生产流程相结合，我们找到了一种在大规模生产环境中整合产品个性化的方法
我们从一开始就强调产品和生产的可靠性，但我们还有很长的路要走
" 智能灯具:使用定制的光分布为21世纪的照明应用创造智能照明设备
信用:Fraunhofer IOF 在任何形状的二维和三维组件表面上打印 基本概念很简单:就像办公室里的喷墨打印机一样，研究人员使用喷墨和分配技术来打印几何图案
但是他们使用的不是彩色墨水——换句话说，是具有“颜色”功能的墨水——而是具有导电性、半导体性和绝缘性等功能的墨水
该技术可用于创建单层和多层系统
甚至传感器和晶体管也是可行的
鲍曼说:“我不仅可以在平滑、水平的表面(如一张纸)上完成所有这些工作，还可以使用机器人在三维弯曲工件(如深拉车门)上完成这些工作。”
第二种数字化制造技术是激光
六所弗劳恩霍夫研究所的研究人员将这两种方法结合起来
结果，激光束精确地跟随打印机所取的线，例如，允许它固化先前打印的光聚合物或烧结纳米粒子油墨
许多机器人已经在车间里被用于装配目的，然而新的方法是非常不同的
鲍曼说:“我们已经在印刷的空间分辨率上实现了几个数量级的改进，线宽降低到大约50微米。”
智能车门:汽车行业的个性化和功能增强
荣誉:IWU·弗劳恩霍夫 从汽车和航空到光学 为了证明他们的方法的普遍适用性，弗劳恩霍夫的科学家们已经为汽车工程、航空和光学的关键未来市场完成了三次演示
数字化制造技术的使用打开了生产小批量个性化批量产品的大门
例如，汽车通常包含长达8公里的铜线，相当于160公斤左右
专家们可以使用数字印刷技术在门等身体部位印刷信号传导路径，从而用印刷的导体轨道取代一些笨重的铜线
这使得车辆更轻，并减少燃料消耗
在飞机上，研究小组正专注于目前粘上或拧上的传感器
鲍曼说:“我们正在采用轻型建筑中使用的那种经过验证的纤维复合材料技术，然后结合数字化生产过程。”
使用这种方法，研究人员在玻璃纤维或碳垫上数字打印出单个导体路径和整个传感器系统
然后用合成树脂浸渍，将它们直接集成到轻质部件中
在最初的步骤中，科学家们成功地使用这种方法将温度、电容和冲击传感器以及超高频天线和发光二极管结合到商用飞机的机翼元件中
光学元件，如汽车前照灯透镜，通常由抛光玻璃或塑料制成
超越4中开发的新技术
0灯塔计划开辟了制造自由成形光学器件的额外选择，它将三个透镜的特性结合在一个元件中，而不仅仅是单个透镜的特性
这些自由形式的光学器件还可以结合发光二极管，从而实现信号功能
鲍曼说:“这使我们能够生产以前无法想象的复杂光学元件。”
主要关注潜在的新应用
自由形式的光学系统可以将车辆产生的信息投射到道路上，而不需要任何屏幕——例如，在真正的停车标志可见之前投射停车标志
车辆可以从互联网或网络环境中提取所需的信息
该技术的最大优势之一是，它可以用于在制造环境中“在线”加工工件
现在使用的系统是将产品从生产线上卸下来进行个性化处理，然后再将产品送回去，而现在使用的系统是将产品从开始到结束都放在生产线上
这在实验室规模上已经是可行的，研究团队现在正在寻求达到真实世界生产线的周期时间
与此同时，他们继续优化技术本身，并改进它们的组合工作方式
鲍曼说:“这个灯塔项目汇集了一个非常优秀的团队，他们真正知道如何高效地合作。”
奥托说:“到目前为止，我们取得的成果使我们能够开拓更多的市场，并在这些市场上共同努力。”
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