Sicherheit

Industrie 4.0 – die ungeklärte Revolution

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Wer verantwortet den 3D-Druck?

Noch überwiegt die Zahl der unbeantworteten Fragen. Derzeit ist beispielsweise weder geklärt, wer in einem Additive Manufacturing-Prozess für Sicherheit sorgen muss, noch wer eine rechtliche Gewährleistungspflicht für das Produkt hat: Ist es der Hersteller des 3D-Druckers, der Lieferant des Rohmaterials oder der Anwender des 3D-Druckers? Eine der größten Herausforderungen für die Qualitätssicherung und Zertifizierung in der additiven Fertigung ist es, geeignete Standards zu schaffen: für die Materialien, die Prozesse und die Produkte.

Tipp der Redaktion Industrie 4.0, Big Data, Internet of Things – gewaltige Veränderungen kommen auf die Prozessindustrie zu. Doch was verbirgt sich dahinter? Was bedeuten die neuen Konzepte für den täglichen Betrieb? Welche Aufgaben stehen an? Wer bietet Lösungsansätze und wer sind die Treiber der digitalen Revolution? „Prozessindustrie 4.0“ schafft den Überblick und hält Sie auf dem aktuellen Stand.

Der erste Schritt in der Qualitätssicherung für ein additiv gefertigtes Produkt besteht darin, bereits die Rohmaterialien zu prüfen und zu charakterisieren. 3D-Druck mit Metallen beispielsweise findet im Wesentlichen mit einem Metallpulver als Rohmaterial statt – schon dessen Eigenschaften spielen für die Qualität des Endprodukts eine wesentliche Rolle: sei es die chemische Zusammensetzung des Pulvers, die Größenverteilung der Partikel, die Fließfähigkeit oder die Temperatur. Auch die Dichte des Pulverrohmaterials hat einen wichtigen Einfluss auf die Porosität des fertigen Produkts. Zudem sind prozessbegleitende Prüfungen notwendig, damit der eigentliche Fertigungsprozess innerhalb der erforderlichen Toleranzbereiche stattfindet. Ebenso sind natürlich Prüfungen des fertigen Produkts geboten.

Was Qualitätssicherung, Validierung, Prüfung und Zertifizierung der Produkte aus additiver Fertigung angeht, gibt es noch große Lücken. UL unterstützt die Normierungsanstrengungen von Organisationen wie ISO und ASTM im Bereich additiver Fertigung, aber faktisch ist derzeit noch vieles ungeklärt.

Arbeitssicherheit in der autonomen Smart Factory

Ein wichtiger Aspekt von Industrie 4.0 ist der hohe Grad an Selbstorganisation, der die Fertigung in der Smart Factory der Zukunft auszeichnen wird. Die neuen cyber-physischen Systeme sollen intelligent genug sein, Produktionsprozesse selbst zu definieren und autonom zu steuern. Die cyber-physische Smart Factory wird hochflexibel sein und soll dank einer umfassenden vertikalen Integration ad hoc auf eine konkrete Nachfrage reagieren können: Kündigt sich beispielsweise im Auto das Versagen einer Komponente an, bestellt die Smart Factory bereits die benötigten Rohstoffe, verändert den Standort von Betriebsmitteln, richtet die Fertigungsstraße ein und produziert das Ersatzteil.

Auch unsere Arbeitswelt wird sich durch diese Dynamisierung nachhaltig ändern. Im hochflexiblen Smart Manufacturing der Zukunft werden Fertigungsmitarbeiter wohl auf die Rolle von Kontrolleuren für autonom arbeitende Systeme reduziert. Zugleich hat eine extrem dynamische Arbeitsumgebung gravierende Konsequenzen für die Arbeitssicherheit. Hier stellt sich die große Frage: Wie lässt sich überhaupt für Arbeitssicherheit in einer Industrie 4.0-Welt sorgen? Wie gelingt es, einen sicheren Rahmen für die flexible Arbeitsumgebung einer Smart Factory zu schaffen und Mitarbeiter vor Schaden zu schützen? Es wird die gemeinsame Aufgabe von Industrie einerseits und Sicherheits- und Zertifizierungsunternehmen andererseits sein, zu erforschen, wie Sicherheit in diesem Kontext sinnvoll definiert und gewährleistet werden kann.

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