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Im Zuge des M3D Projekts wird die gesamte Prozesskette von der mobilen 3D-Erfassung bis hin zum 3D-Druck in einem industriellen Umfeld mit dem Ziel untersucht, das enorme Potential von ortsunabhängigen Mobilgeräten und Clouds zu analysieren und Technologien zu optimieren. M3D ist das neueste vom Bundeministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Projekt.

Überblick

M3D beschreibt ein laufendes Kollaborationsprojekt verschiedener Partner zur Mobilen 3D-Erfassung und 3D-Druck für industrielle Anwendungen. Die immer weiter steigende Geschwindigkeit in der digitalen Datenübertragung hat dazu geführt, dass die Erzeugung, Verarbeitung und Darbietung von Audio- und Videodaten sowie multimedialen Dokumenten aller Art ortsunabhängig geworden sind. Die ebenfalls rasante Entwicklung von Ein- und Ausgabetechnik für 3D-Daten wird diese Ortsunabhängigkeit in der Erfassung, Verarbeitung und Erzeugung auch für reale 3D-Objekte bzw. Produkte ermöglichen. Ein besonders wichtiger Aspekt ist in diesem Zusammenhang auch die rapide Entwicklung bei additiven Fertigungsverfahren, die medial gerade unter dem Begriff 3D-Drucker bekannt werden.

Während diese Technologien bisher meist industriell zur Herstellung von Prototypenteile verwendet wurden, zielen neue Anwendungen auf die Fertigung von Produkten sowie Produkt- und Ersatzteilen. Hierzu laufen zahlreiche Aktionen durch Prozessoptimierung die Bauteilqualität zu erhöhen, so dass in wenigen Jahren ein Einsatz für viele Produktteile wirtschaftlich möglich sein wird, solange sehr kleine Losgrößen oder Kleinteile benötigt werden. Dies ist besonders in der Ersatzteilebeschaffung der Fall. Es fehlt aber ein Prozess zur schnellen und preisgünstigen Beschaffung von fertigungsgerechten 3D-Daten. Dieser Prozess kann in Zukunft aber in vielen Anwendungsfällen durch die Möglichkeit einer mobilen 3D-Erfassung unterstützt, vereinfacht und beschleunigt werden.

Im Projekt soll das enorme Potential dieser Entwicklungen am Beispiel von Bauteilen und Werkstücken in industriellen Anwendungen konzeptionell und technologisch untersucht und in prototypischer Form demonstriert werden. Dazu sollen mit mobilen Endgeräten vor Ort notwendige Bauteile erfasst oder vermessen, diese in Bauteildatenbanken identifiziert und mit vorhandenen Modelldaten abgeglichen und wenn nachweisbar möglich mit Methoden der additiven Fertigung erstellt werden. Dabei profitieren alle Schritte von der Anbindung aller Geräten über schnelle Datenkommunikationsnetze an dezentrale Speicher- und Rechenanlagen (die sog. „Cloud“). Die Abbildung gibt einen skizzenhaften Überblick zur Darstellung des im Projekt vorgesehenen Arbeitsablaufs für die mobile Erfassung, verteilte Verarbeitung und additive Fertigung von 3D-Objekten mittels 3D-Druck.

Schema


Ziele

Am Beispiel von Bauteilen und Werkstücken in industriellen Anwendungen wird das Potential konzeptionell und technologisch untersucht und in prototypischer Form demonstriert. Das Projekt besitzt im Wesentlichen fünf Hauptarbeitsziele:

- Entwicklung neuer bild- und sensorbasierte Algorithmen zur 3D-Datenerfassung
- Entwicklung von Verfahren und Algorithmen zum Datenmanagement und zur Identifikation
- Entwicklung von Verfahren zur Datenverarbeitung für die additive Fertigung
- Entwicklung von Technik zur cloudbasierten Unterstützung einer schnellen, echtzeitfähigen 3D-Datenverarbeitung
- Aufbau eines Demonstrators zur Erprobung der entwickelten Technologien



Arbeitspakete

Das Projekt gliedert sich in verschiedene Arbeitspakete (AP 1 – AP 5), die sich den einzelnen Schritten in der Prozesskette widmen. Die Projektpartner widmen sich mit ihrem speziellen Fachwissen unterschiedlichen Arbeitspaketen und tragen die Ergebnisse dann zusammen.

AP1: Projektleitung
AP2: Anforderungen und Systemarchitektur
AP3: Mobile 3D-Erfassung und 3D-Rekonstruktion
AP4: Datenmanagement und Algorithmen zur Identifikation
AP5: Modellierung von Daten für additive Fertigung
AP6: Hardwarebeschleunigte Serverarchitektur für Cloud Processing
AP7: Integration & Demonstratoraufbau



Konsortialführung:




Projektpartner:






BMWI