Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Computer vision analysis of 3D scanned circuit boards for functional testing and redesign
    ( 2013)
    Grosser, Hendrik
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    Beckmann-Dobrev, Boris
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    Politz, Friedrich
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    Stark, Rainer
    Testing, repair and overhaul of long-living printed circuit boards (PCBs) is a laborious task if no schematics or layout plans are available. Existing Reverse Engineering (RE) methods are time-consuming, error-prone, and destructive and require reference samples which makes them not feasible for non-OEM users of electronic devices. The Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology (IPK) in Berlin and the Technical University Berlin have defined a new process for automated and non-destructive schematic and layout reconstruction based on electrical and optical measuring techniques. Current results and innovative approaches using computer vision analysis for recognition of PCB structure aiming to build error-free net lists through a net list merging algorithm are depicted in this paper.
  • Publication
    Additive Prozesskette zur Instandsetzung von Bauteilen
    ( 2013)
    Bergmann, André
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    Grosser, Hendrik
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    Graf, Benjamin
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    Uhlmann, Eckart
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    Rethmeier, Michael
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    Stark, Rainer
    Komplexe Bauteile ohne Fügestellen sind die Spezialität additiver Verfahren. Immer deutlicher wird der Wert dieser Technologie für den Turbomaschinenbau, etwa bei der Fertigung von Turbinenschaufeln mit inneren Kühlstrukturen. Wichtig für vorbildgetreue Turbinenkomponenten: Die Technologie ermöglicht die Fertigung von Freiformen und Hinterschnitten, von außen- und innenliegenden filigranen, komplexen Strukturen als Einzelteil - und das in einem einzigen Arbeitsschritt. Des Weiteren benötigen additive Verfahren keine formgebenden Werkzeuge und weisen demnach kürzere Prozessketten im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren auf. Wirtschaftliche Vorteile kommen vor allem bei kleinen Losgrößen und Bauteilabmessungen zur Geltung. In diesem Artikel werden am Beispiel einer Turbinenschaufel Schlüsseltechnologien einer additiven Prozesskette gezeigt. Zunächst erfolgt die additive Fertigung einer Turbinenschaufel mittels Selective Laser Melting (SLM). Das Verfahren ermöglicht die Integration innenliegender Kühlkanäle. An dieser Schaufel wird anschließend mittels Laser-PulverAuftragschweißen (LPA) die Reparatur unterschiedlicher Beschädigungen demonstriert. Im nächsten Schritt der Prozesskette bietet ein optischer 3D-Scan der Schaufel die Möglichkeit zur Qualitätskontrolle und zum Vergleich der Bauteilabmessungen mit der Sollgeometrie.
  • Publication
    Product analysis automation for digital MRO based on intelligent 3D data acquisition
    ( 2013)
    Stark, Rainer
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    Grosser, Hendrik
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    Müller, Patrick
    3D data acquisition technologies are increasingly used in the area of maintenance, repair and overhaul (MRO) of long-life technical systems and industrial plants. Application fields are measuring, reengineering and reproduction of disassembled parts. Fraunhofer IPK is developing a reverse engineering process for provision of 3D product models based on 3D scans of complete assemblies to save disassembly time and to support change management and reengineering tasks. This paper depicts results of IPK's data processing approaches for automated separation and identification of single parts in 3D assembly scans as well as for mapping of assembly structures in product data management systems. The major requirement was to automatically derive a product structure for assembly models as typically used in CAD or PDM systems. This structure can either consist of parts which were retrieved from a data base with solution element 2 or generated by conventional reverse engineering. To generate a contact graph for part relations in an assembly and its sub-assemblies a combination of different principles was realized in a software prototype and tested. This prototype loads the CAD parts of an assembly in one batch, before the user starts the structure generation process either fully automated or semi-automated by setting a threshold value for determining number of main assemblies of a product. Firstly, adjacent surfaces are identified by neighborhood analysis including contact surfaces and cutting volumes to derive a 2D contact graph. Secondly, the Girvan-Newman algorithm was applied to partition sub-graphs. Thirdly, a top down iteration for partitioning completed the product structure. Manual modification of structure nodes is possible in order to address a specific design intent or way of structuring the (sub-) assemblies. Finally, the CAD structure could be exported in an XML-based format for PDM data exchange. The file references all 3D models of the assembly's parts. For instance with SPLM Teamcenter, assembly import is possible with out-of-the-box functionality.
  • Publication
    Alles parat an einem Ort
    ( 2013)
    Grosser, Hendrik
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    Adolphy, Sebastian
    Wie soll repariert werden, wenn keine technischen Unterlagen zur Verfügung stehen oder wenn der Mitarbeiter, der bisher zuständig war, ausgeschieden ist? Wenn der Hersteller keine Ersatzteile mehr produziert? Alternativen sind Eigenproduktion und Reengineering. Notwendig sind dafür jedoch 3D-Produkt-modelle. Entsprechende Prozesse zur Gewinnung dieser Daten müssen daher standardisiert werden. Die Lösung: Das Reverse Engineering Center für Fabriken.
  • Publication
    Produktdigitalisierung für Instandhaltungsprozesse
    ( 2012)
    Grosser, Hendrik
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    Hayka, Haygazun
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    Stark, Rainer