Zur makroskopischen Aktivierung der Koppeleigenschaften eines piezoelektrischen Wandlers ist die Polung mittels eines elektrischen Feldes nötig. Werden Wandler in Strukturen integriert, verändern sich die elektrischen, thermischen und mechanischen Randbedingungen, auf die die Polung und die Bauteilauslegung abgestimmt werden müssen. Daher müssen Polungsparameter und Betriebsbedingungen für Bauteile mit integrierten Wandlern angepasst werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bei der Entwicklung neuer Fahrzeuge sind die Reduktion von Gewicht, Bauraum und Kosten bedeutende Ziele, zu deren Erreichung Funktionsintegration einen Beitrag leisten kann. Im Fahrzeug finden sich zahlreiche Möglichkeiten für den Einsatz funktionsintegrierter Konzepte, wobei ein systematisches Vorgehen zu deren Bewertung bisher nicht bekannt ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine Methode erarbeitet, die eine systematische Bewertung funktionsintegrierter automobiler Strukturkonzepte in der frühen Phase der Produktentwicklung ermöglicht. Dabei liegt der Fokus auf der Kombination von strukturellen und nicht strukturellen Funktionen.
Im Anschluss an die theoretischen Grundlagen werden bisherige Ansätze zur Funktionsintegration in verschiedene Strategien gegliedert und Einflussfaktoren auf funktionsintegrierte Konzepte hergeleitet. Auf Basis unterschiedlicher Fertigungsverfahren werden für die Funktionsklassen Medien leiten, elektrische Energie leiten und Medien speichern systematisch verschiedene funktionsintegrierte Konzepte erarbeitet und bewertet. Auf Basis der Konzepte wird anschließend die Bewertungsmethode erarbeitet. Abschließend erfolgt die Umsetzung der Methode in einem Tool, eine Validierung und die Vorstellung von Anwendungsmöglichkeiten im Produktentwicklungsprozesses.
Mit der erarbeiteten Bewertungsmethode können erstmals ohne Detailkonstruktion und nur anhand der Anforderungen und der Entwicklungsziele systematisch unterschiedliche Konzepte bewertet werden. Die erste Stufe der Bewertungsmethode besteht aus einer ausschließenden Bewertung, wobei die Konzepte insbesondere hinsichtlich der frühzeitigen Spezifikation, der Geometrien und der eingesetzten Materialien geprüft werden. In der zweiten Stufe wird mittels einer gewichteten Punktebewertung eine Rangfolge der verbleibenden Lösungen erstellt. Als Bewertungsgrößen werden die Auswirkungen hinsichtlich funktionaler Performanz, Wartung und Reparatur, Gewicht, Bauraum sowie Kosten berücksichtigt.
Aktualisiert: 2022-12-30
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Die Additive Fertigungstechnologie - 3D-Druck - wird zukünftig eine Schlüsseltechnologie darstellen, insbesondere im Zusammenhang mit Industrie 4.0 und einer zunehmend individualisierten Produktion. Um die Potenziale dieser Fertigungstechnologie vollständig auszuschöpfen, bedarf es eines tiefgründigen Wissens über die gesamte Prozesskette, von der Vor- und Nachbearbeitung, über die Fertigung, das Datenhandling und die verfügbaren Materialien und Maschinen.Den Grundstein liefern virtuelle, dreidimensionale, rechnergestützte Modelle, aus denen die physischen Bauteile generiert werden. Der Umgang mit 3D-Konstruktionsprogrammen und die Erstellung von 3D-Modellen sind somit die Voraussetzung zur eigenständigen Anwendung der additiven Fertigungstechnologien.Dieses Fachbuch zielt darauf ab, Einsteigern und Anwendern im Technologiefeld Additive Fertigung ein grundlegendes und zugleich detailliertes Fachwissen zur Gestaltung von Bauteilen zu liefern. Dabei greift das Buch besonders die folgenden Themenschwerpunkte auf: - Einordnung der Additiven Fertigungsverfahren und Übersicht- Potenziale der Additiven Fertigung- Entwicklung der Bauteilgestaltung und -auslegung - Herausforderungen und Chancen für Konstrukteure- Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) Verfahren und der besonderen Gestaltung von Bauteilen bedingen
Aktualisiert: 2023-05-02
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Das Buch beinhaltet verschiedene Forschungsthemen aus dem Bereich der Fahrzeugtechnik mit dem Schwerpunkt Fahrwerk. Mit der Funktionsintegration durch einen achsschenkelintegrierten Bremssattel wird eine Idee nach Patentanmeldung aufgegriffen und mittels konstruktiver Ausgestaltung einer Bewertung für mögliche Einsatzzwecke an verschiedenen Achsen unterzogen. Ein bislang nur vereinzelt berücksichtigtes NVH-Thema stellt die Charakterisierung der Pkw-Dämpferreibung bei geringen Bewegungsamplituden dar, wo Untersuchungen ohne wechselseitige Beeinflussung im Gesamtbauteil erörtert werden. Ein aktueller Trend zur Reduzierung von Verschleiß an Bremsscheiben besteht in ihrer Beschichtung. In einem Beitrag werden die Auswirkungen eines neuen Beschichtungsverfahrens auf Eigenfrequenz- und Dämpfungsverhalten der Komponenten diskutiert und zusätzlich in einem weiteren Kapitel die Untersuchungsmethodik zur Spannungsermittlung in beschichteten Bremsscheiben vorgestellt. Konkrete Lösungen zur Wirksamkeit von Hitzeschutzmaterialien gegen Strahlungs- und Konvektionswärme sind im letzten Artikel zu finden, um temperatursensible Fahrzeugkomponenten gegen Überlastung zu schützen.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Das Buch beinhaltet verschiedene Forschungsthemen aus dem Bereich der Fahrzeugtechnik mit dem Schwerpunkt Fahrwerk. Mit der Funktionsintegration durch einen achsschenkelintegrierten Bremssattel wird eine Idee nach Patentanmeldung aufgegriffen und mittels konstruktiver Ausgestaltung einer Bewertung für mögliche Einsatzzwecke an verschiedenen Achsen unterzogen. Ein bislang nur vereinzelt berücksichtigtes NVH-Thema stellt die Charakterisierung der Pkw-Dämpferreibung bei geringen Bewegungsamplituden dar, wo Untersuchungen ohne wechselseitige Beeinflussung im Gesamtbauteil erörtert werden. Ein aktueller Trend zur Reduzierung von Verschleiß an Bremsscheiben besteht in ihrer Beschichtung. In einem Beitrag werden die Auswirkungen eines neuen Beschichtungsverfahrens auf Eigenfrequenz- und Dämpfungsverhalten der Komponenten diskutiert und zusätzlich in einem weiteren Kapitel die Untersuchungsmethodik zur Spannungsermittlung in beschichteten Bremsscheiben vorgestellt. Konkrete Lösungen zur Wirksamkeit von Hitzeschutzmaterialien gegen Strahlungs- und Konvektionswärme sind im letzten Artikel zu finden, um temperatursensible Fahrzeugkomponenten gegen Überlastung zu schützen.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Zur makroskopischen Aktivierung der Koppeleigenschaften eines piezoelektrischen Wandlers ist die Polung mittels eines elektrischen Feldes nötig. Werden Wandler in Strukturen integriert, verändern sich die elektrischen, thermischen und mechanischen Randbedingungen, auf die die Polung und die Bauteilauslegung abgestimmt werden müssen. Daher müssen Polungsparameter und Betriebsbedingungen für Bauteile mit integrierten Wandlern angepasst werden.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Nachweis zur Integration von elektrischen Strukturen in der metallischen additiven Fertigung, speziell dem selektiven Laserschmelzen. Im Fokus sind als Anwendungen additiv gefertigte elektrische Strukturen zur Realisierung von Heizelementen in einem variothermen Werkzeug (vgl. Abbildung 1-2 a)) sowie Kontaktierung elektrischer Verbraucher.
Aktualisiert: 2022-09-29
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Die Additive Fertigungstechnologie - 3D-Druck - wird zukünftig eine Schlüsseltechnologie darstellen, insbesondere im Zusammenhang mit Industrie 4.0 und einer zunehmend individualisierten Produktion. Um die Potenziale dieser Fertigungstechnologie vollständig auszuschöpfen, bedarf es eines tiefgründigen Wissens über die gesamte Prozesskette, von der Vor- und Nachbearbeitung, über die Fertigung, das Datenhandling und die verfügbaren Materialien und Maschinen.Den Grundstein liefern virtuelle, dreidimensionale, rechnergestützte Modelle, aus denen die physischen Bauteile generiert werden. Der Umgang mit 3D-Konstruktionsprogrammen und die Erstellung von 3D-Modellen sind somit die Voraussetzung zur eigenständigen Anwendung der additiven Fertigungstechnologien.Dieses Fachbuch zielt darauf ab, Einsteigern und Anwendern im Technologiefeld Additive Fertigung ein grundlegendes und zugleich detailliertes Fachwissen zur Gestaltung von Bauteilen zu liefern. Dabei greift das Buch besonders die folgenden Themenschwerpunkte auf: - Einordnung der Additiven Fertigungsverfahren und Übersicht- Potenziale der Additiven Fertigung- Entwicklung der Bauteilgestaltung und -auslegung - Herausforderungen und Chancen für Konstrukteure- Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) Verfahren und der besonderen Gestaltung von Bauteilen bedingen
Aktualisiert: 2023-05-02
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Die Additive Fertigungstechnologie - 3D-Druck - wird zukünftig eine Schlüsseltechnologie darstellen, insbesondere im Zusammenhang mit Industrie 4.0 und einer zunehmend individualisierten Produktion. Um die Potenziale dieser Fertigungstechnologie vollständig auszuschöpfen, bedarf es eines tiefgründigen Wissens über die gesamte Prozesskette, von der Vor- und Nachbearbeitung, über die Fertigung, das Datenhandling und die verfügbaren Materialien und Maschinen.
Den Grundstein liefern virtuelle, dreidimensionale, rechnergestützte Modelle, aus denen die physischen Bauteile generiert werden. Der Umgang mit 3D-Konstruktionsprogrammen und die Erstellung von 3D-Modellen sind somit die Voraussetzung zur eigenständigen Anwendung der additiven Fertigungstechnologien.
Dieses Fachbuch zielt darauf ab, Einsteigern und Anwendern im Technologiefeld Additive Fertigung ein grundlegendes und zugleich detailliertes Fachwissen zur Gestaltung von Bauteilen zu liefern.
Dabei greift das Buch besonders die folgenden Themenschwerpunkte auf:
- Einordnung der Additiven Fertigungsverfahren und Übersicht
- Potenziale der Additiven Fertigung
- Entwicklung der Bauteilgestaltung und -auslegung
- Herausforderungen und Chancen für Konstrukteure
- Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) Verfahren und der besonderen Gestaltung von Bauteilen bedingen
Aktualisiert: 2022-10-11
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Das vorliegende Buch beschreibt alle notwendigen Schritte für die Umsetzung des Ansatzes für die automobile Großserie, von der Ermittlung der Anforderungen an ein automobiles Realbauteil über die Entwicklung und Bewertung von Ansätzen zur Funktionalisierung hin zu Konzeptentwicklung und zur Umsetzungsphase. Das Buch entstand im Rahmen des ARENA2036-Projektes „Intelligenter Leichtbau durch Funktionsintegration (LeiFu)“ als partnerschaftliche Kooperation von Wissenschaft und Industrie. Die beteiligten Partner sind die Firmen Daimler, Bosch, BASF sowie die Universität Stuttgart, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF). Das Forschungsprojekt LeiFu wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Förderkennzeichen: 02PQ5000 bis 02PQ5005.
Aktualisiert: 2023-04-11
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Das vorliegende Buch beschreibt alle notwendigen Schritte für die Umsetzung des Ansatzes für die automobile Großserie, von der Ermittlung der Anforderungen an ein automobiles Realbauteil über die Entwicklung und Bewertung von Ansätzen zur Funktionalisierung hin zu Konzeptentwicklung und zur Umsetzungsphase. Das Buch entstand im Rahmen des ARENA2036-Projektes „Intelligenter Leichtbau durch Funktionsintegration (LeiFu)“ als partnerschaftliche Kooperation von Wissenschaft und Industrie. Die beteiligten Partner sind die Firmen Daimler, Bosch, BASF sowie die Universität Stuttgart, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF). Das Forschungsprojekt LeiFu wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Förderkennzeichen: 02PQ5000 bis 02PQ5005.
Aktualisiert: 2023-04-12
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Trotz aller Unterstützung durch elektronische Steuerungs- und Regelsysteme kommen Pkw-Fahrwerke der neuesten Generation nicht ohne die konventionellen Fahrwerkelemente aus. Mit Blick auf die Fahrdynamik werden in diesem Band die konventionellen Elemente und deren Zusammenwirken mit mechatronischen Systemen dargestellt. Dabei werden zunächst Grundlagen und Auslegung, danach in besonders praxisnaher Darstellung die Fahrdynamik beschrieben. Es folgen ausführliche Beschreibung und Erläuterung der modernen Komponenten. Ein eigener Abschnitt widmet sich den Achsen und Prozessen für die Achsenentwicklung.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Im Projekt SMiLE (Systemintegrativer Multi-Material-Leichtbau für die Elektromobilität) wurde ein vertieftes Verständnis der Multi-Material-Design-Problematik vor dem Hintergrund großserientauglicher Prozesse für einen effizienten Leichtbau erarbeitet. Ziel des Projektvorhabens SMiLE war ein neuartiges Karosserieleichtbaukonzept unter Betrachtung von metallischen als auch nicht-metallischen Werkstoffsysteme sowie werkstoffadäquaten Fügelösungen in einem ganzheitlichen Ansatz für die speziellen Anforderungen der Elektromobilität zu entwickeln und zu validieren. Bei der Bewertung der Konzepte, der Werkstoffinnovationen und Fügeprozesse wird zudem die Entwicklung einer Lacktechnologie mit verringerten Prozesstemperaturen berücksichtigt. Daraus ergeben sich hohe Potenziale mit Blick auf innovative Leichtbaulösungen, zukunftsweisende Fertigungstechniken und positive Gesamtenergiebilanzen. Durch den Einsatz neuer Werkstoffe und Werkstoffkombinationen, insbesondere von Faserverbundwerkstoffen konnte eine Gewichtsreduktion von 150 kg gegenüber konventioneller Stahlbauweise ermöglicht werden.
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung öffentlich gefördert und zeichnet sich durch die Berücksichtigung der gesamten Wertschöpfungskette vom Rohstoff bis zum fertigen Bauteil aus. Dazu werden Kompetenzen von universitären Forschungseinrichtungen ebenso eingebracht wie das Know-how von KMUs und OEMs.
Aktualisiert: 2022-10-06
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Die Intralogistik sieht sich mit hohen Effizienzanforderungen konfrontiert, denen durch neue organisatorische und technische Ansätze begegnet wird. Im Rahmen dessen zeichnen sich zwei wesentliche Trends ab, die auch das Transportmittel wie z. B. den Gabelstapler erfassen: Die Steigerung der Prozesstransparenz durch Sensoren für die Zustandsdatenerfassung sowie die wachsende Verbreitung von logistischen Assistenzsystemen, die ebenso echtzeitfähige Sensoren am Leistungsobjekt erfordern.
In dieser Arbeit werden Anforderungen, die sich aus diesen Trends und der spezifischen Anwendungsumgebung des Gabelstaplers an entsprechende Sensoren ergeben, herausgearbeitet. Hierbei wird erkannt, dass eine wandlungsfähige und effiziente Transportausführung durch eine funktionsintegrierende Gabelstapler-lokalisierung zu gewährleisten ist.
Daraufhin erfolgt eine funktionale und technologieneutrale Darstellung der Struktur eines Lokalisierungssystems. Sie ist der Leitfaden für die weitere Systemgestaltung und Umsetzung eines entsprechenden Systems in dieser Arbeit. Grundlegend ist hier der Nachweis der Forschungshypothese, dass die Anwendung einer kamerabasierten Sensorik in Verbindung mit Bildverarbeitungsalgorithmen für diese Aufgabe prädestiniert ist.
Im Ergebnis liefert diese Arbeit mit dem Nachweis der technischen Machbarkeit zur postulierten Forschungshypothese eine durch Praxisversuche abgesicherte Erkenntnis über das zu erreichende Leistungsniveau. Sie ist damit der Grundstein für die weitere Entwicklung kamerabasierter, funktionsintegrierender Sensorlösungen zur Zustandserfassung am Gabelstapler. Ferner liefert die Strukturierung des Lokalisierungssystems Anwendern und Systemintegratoren eine hilfreiche Orientierung in der Gestaltung ihrer spezifischen Lokalisierungsanwendung.
Aktualisiert: 2021-01-21
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