Aktualisiert: 2023-06-06
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Das Hochmittelalter – eine vernachlässigte Epoche?
Schlüsselwort: Klocke
Das Hochmittelalter – eine vernachlässigte Epoche?
Methodik zur Gestaltung von Geschäftsprozessen im industriellen Werkzeugbau
Die Branche Werkzeugbau in Hochlohnländern befindet sich in einer Phase intensiven Wandels. Für diesen Wandel sind die beiden Trends "Globalisierung" sowie "Derivatisierung" verantwortlich. Sie verändern die Rahmenbedingungen der Werkzeugherstellung. Um dem global einkaufenden Kunden auch zukünftig ein attraktives Angebot am Hochlohnstandort bieten zu können, muss die Branche ihr Leistungsangebot neu definieren. Dies bedeutet in Zukunft, technologisch anspruchsvolle und qualitativ hochwertige Werkzeuge trotz der gestiegenen Produktkomplexität in kürzerer Durchlaufzeit, bei hoher Termintreue anhand von wirtschaftlichen und wettbewerbsfähigen Prozessen herzustellen. Neben der Höherwertigkeit der Produkte rückt der Fokus auf die Höherwertigkeit der Prozesse.
Die zur Sicherstellung der Höherwertigkeit der Prozesse notwendige Prozessgestaltung im Werkzeugbau ist schwer durchsetzbar. Zwar gehen die Bemühungen zur Industrialisierung der Branche in diese Richtung, der Unikatcharakter ihrer Produkte, verbunden mit verschiedenen, neuartigen und teilweise nicht planbaren Abläufen konterkariert jedoch die Definition von Prozessen, deren originäres Ziel die Systematisierung und Standardisierung von Abläufen ist. Dementsprechend bedarf es der Branche Werkzeugbau bei der Gestaltung ihrer Prozesse der Auftragsabwicklung an methodischer Unterstützung.
Das Ergebnis dieser Dissertation ist eine Methodik zur Prozessgestaltung im industriellen Werkzeugbau. Die Methodik gliedert sich in eine Basisphase und eine Gestaltungsphase. In der Basisphase werden zunächst die Rahmenbedingungen des Werkzeugbaus analysiert. Die sich anschließende Prozesstypisierung schafft eine unternehmensspezifische Ausgangsbasis für die Methodik. Während der Gestaltungsphase erfolgt zunächst eine kennzahlengestützte Prozessbewertung. Potenzialträchtige Prozesse werden im Folgenden modelliert. Die Methodik schließt mit einer Prozessgestaltung, die auf im Rahmen der Dissertation erarbeiteten Referenzprozessen für die Branche Werkzeugbau basiert.
Mit der entwickelten Methodik steht ein Hilfsmittel zur Verfügung, mit dem ein wesentlicher Schritt in Richtung einer Industrialisierung der Unikatfertigung im Werkzeugbau vollzogen werden kann. Werkzeugbaubetriebe haben so die Möglichkeit, Prozesse in Bezug auf ihre Anforderungen zu gestalten. Dies resultiert in einer nachhaltigen Verbesserung der Prozesse der Auftragsabwicklung.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Das Hochmittelalter – eine vernachlässigte Epoche?
Das Hochmittelalter – eine vernachlässigte Epoche?
Das Hochmittelalter – eine vernachlässigte Epoche?
Das Hochmittelalter – eine vernachlässigte Epoche?
Entschuldigung und Entschuldigungsannahme im Täter-Opfer-Ausgleich
Das Entschuldigungsritual ist eine wichtige Leistung im Täter-Opfer-Ausgleich. Diese Studie ermittelt, inwiefern Mediatoren dieses Ritual als Erfolgskriterium werten. Als Analysegrundlage dienen die auf den institutionellen Zusammenhang zugeschnittene Sprechakttheorie sowie das konversationsanalytische Konzept des Nachbarschaftspaares.
Aktualisiert: 2020-09-01
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Methodik zur Gestaltung von Geschäftsprozessen im industriellen Werkzeugbau
Die Branche Werkzeugbau in Hochlohnländern befindet sich in einer Phase intensiven Wandels. Für diesen Wandel sind die beiden Trends "Globalisierung" sowie "Derivatisierung" verantwortlich. Sie verändern die Rahmenbedingungen der Werkzeugherstellung. Um dem global einkaufenden Kunden auch zukünftig ein attraktives Angebot am Hochlohnstandort bieten zu können, muss die Branche ihr Leistungsangebot neu definieren. Dies bedeutet in Zukunft, technologisch anspruchsvolle und qualitativ hochwertige Werkzeuge trotz der gestiegenen Produktkomplexität in kürzerer Durchlaufzeit, bei hoher Termintreue anhand von wirtschaftlichen und wettbewerbsfähigen Prozessen herzustellen. Neben der Höherwertigkeit der Produkte rückt der Fokus auf die Höherwertigkeit der Prozesse.
Die zur Sicherstellung der Höherwertigkeit der Prozesse notwendige Prozessgestaltung im Werkzeugbau ist schwer durchsetzbar. Zwar gehen die Bemühungen zur Industrialisierung der Branche in diese Richtung, der Unikatcharakter ihrer Produkte, verbunden mit verschiedenen, neuartigen und teilweise nicht planbaren Abläufen konterkariert jedoch die Definition von Prozessen, deren originäres Ziel die Systematisierung und Standardisierung von Abläufen ist. Dementsprechend bedarf es der Branche Werkzeugbau bei der Gestaltung ihrer Prozesse der Auftragsabwicklung an methodischer Unterstützung.
Das Ergebnis dieser Dissertation ist eine Methodik zur Prozessgestaltung im industriellen Werkzeugbau. Die Methodik gliedert sich in eine Basisphase und eine Gestaltungsphase. In der Basisphase werden zunächst die Rahmenbedingungen des Werkzeugbaus analysiert. Die sich anschließende Prozesstypisierung schafft eine unternehmensspezifische Ausgangsbasis für die Methodik. Während der Gestaltungsphase erfolgt zunächst eine kennzahlengestützte Prozessbewertung. Potenzialträchtige Prozesse werden im Folgenden modelliert. Die Methodik schließt mit einer Prozessgestaltung, die auf im Rahmen der Dissertation erarbeiteten Referenzprozessen für die Branche Werkzeugbau basiert.
Mit der entwickelten Methodik steht ein Hilfsmittel zur Verfügung, mit dem ein wesentlicher Schritt in Richtung einer Industrialisierung der Unikatfertigung im Werkzeugbau vollzogen werden kann. Werkzeugbaubetriebe haben so die Möglichkeit, Prozesse in Bezug auf ihre Anforderungen zu gestalten. Dies resultiert in einer nachhaltigen Verbesserung der Prozesse der Auftragsabwicklung.
Aktualisiert: 2023-02-14
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Funkenerosives und elektrochemisches Abrichten feinkörniger Schleifwerkzeuge
Im Präzisionswerkzeug- und Formenbau sind zunehmend Formeinsätze mit höchsten Formgenauigkeiten und Oberflächengüten aus temperatur- und verschleißfesten Werkstoffen erforderlich. So werden beispielsweise Hartmetalle und Hochleistungskeramiken als Formeinsatzwerkstoffe zum Präzisionsblankpressen von Glaslinsensystemen für die optische Industrie eingesetzt. In diesem Zusammenhang stellt die Präzisionsschleifbearbeitung eine Schlüsseltechnologie dar. Das duktile Schleifen dieser sprödharten Materialien ermöglicht eine effiziente Bauteilbearbeitung, bei der der anschließende Polieraufwand erheblich reduziert und gegebenenfalls ganz eingespart werden kann.
Zur präzisen Bearbeitung von Funktionsflächen in „optischer Qualität“ werden Schleifwerkzeuge mit sehr feiner Diamantkörnung benötigt. Insbesondere bei Schleifwerkzeugen mit metallischen Bindungssystemen ergeben sich dabei eine hohe Profilstandhaltigkeit und Verschleißfestigkeit bei gleichzeitig hoher Zerspanleistung. Solche Schleifscheiben sind jedoch schwierig konventionell abzurichten und durch die geringe Spanungsdicke im Prozess nicht selbstschärfend. Daher steht die Entwicklung geeigneter Vor- und In-Prozess Abrichtverfahren im Fokus der Forschung.
Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war die grundlegende Untersuchung des funkenerosiven und elektrochemischen Abrichtens feinkörniger, bronzegebundener Diamantschleifwerkzeuge. Dabei wurden die Wirkmechanismen detailliert analysiert und die entscheidenden Prozessstellgrößen identifiziert. Die Kenntnis der zugrunde liegenden Effekte und Zusammenhänge ist notwendig zum effizienten und applikationsspezifischen Vor- und In-Prozess-Profilieren und -Schärfen der Schleifwerkzeuge. Hierdurch kann ein zu hoher Werkzeugverschleiß vermieden und gleichzeitig ein optimal konditioniertes Schleifwerkzeug vorgehalten werden.
Um das Prozessverständnis aufzubauen, wurden beide Prozessvarianten – gemäß den aufgestellten Forschungshypothesen – detailliert erforscht. Dazu erfolgte zunächst – aufbauend auf dem Stand der Technik – eine Beschreibung und Abgrenzung der Wirkprinzipien. Weiterhin wurden sowohl umfangreiche empirische Untersuchungen durchgeführt als auch entsprechende Modelle zur Beschreibung der experimentellen Beobachtungen entwickelt. Die Einsatzfähigkeit der beiden elektrounterstützten Abrichtverfahren konnte schließlich anhand zweier Präzisionsschleifbearbeitungsaufgaben für den optischen Werkzeug- und Formenbau exemplarisch gezeigt werden.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Modellierung des Werkzeugverschleißes beim Hartdrehen mit polykristallinem cBN (cubic Boron Nitride)
Der Werkzeugverschleiß ist neben den Zerspankräften, der Spanform und der Oberflächengüte eines der wichtigsten Kriterien zur Beurteilung der Zerspanbarkeit. Insbesondere in der Hartbearbeitung kommt dem Werkzeugverschleiß eine zentrale Bedeutung zu, da dieser zum einen die Bauteilrandzone und zum anderen die resultierende Oberflächenqualität maßgeblich beeinflusst. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Simulationswerkzeug zur qualitativen und quantitativen Verschleißvorhersage von cBN-Schneidwerkzeugen bei der Hartbearbeitung zu entwickeln.
Durch eine systematische experimentelle Analyse sind zunächst die relevanten Einflussgrößen auf den Werkzeugverschleiß von cBN-Schneidplatten beim Hartdrehen des Einsatzstahls 16MnCr5 identifiziert worden. Im Rahmen der Modellbildung zur Simulation von Werkzeugverschleiß erfolgte die Modellierung des tribologischen Beanspruchungskollektivs beim Orthogonaldrehen (2D) und Außenlängsdrehen (3D) mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente. Im Anschluss an die Simulation des tribologischen Beanspruchungskollektivs wurde ein geeignetes Verschleißraten-Modell ausgewählt, an die Anforderungen der Hartbearbeitung angepasst und schließlich in die User-Subroutine der verwendeten Software implementiert. Mit Hilfe des neu entwickelten Ansatzes zur Simulation des Freiflächenverschleißes konnte ein gleichmäßiger und ebener Materialabtrag an Haupt- und Nebenfreifläche im dreidimensionalen Werkzeugmodell berechnet werden. Für den industriell relevanten Schnittgeschwindigkeitsbereich konnte dabei eine sehr gute Übereinstimmung hinsichtlich der prognostizierten und der experimentell ermittelten Werkzeugstandzeit erreicht werden. Bei höheren Schnittgeschwindigkeiten fiel die Abweichung zwischen Simulation und Experiment zunehmend größer aus. Die Erweiterung des bestehenden Verschleißraten-Modells um diffusionsbedingtem Verschleiß führte in der Simulation zu einer deutlichen Genauigkeitssteigerung. Das Potenzial der Verschleißsimulation zur Prognose des Kolkverschleißes wurde mit einer ersten Testrechnung zum Spanflächenverschleiß belegt.
Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war eine Methodik zu entwickeln, die die Vorhersage von hartgedrehten Oberflächen unter besonderer Berücksichtigung des Verschleißzustandes der simulierten Werkzeuge ermöglicht. Auf Basis der verschlissenen Werkzeuggeometrie, für die zuvor eine Verschleißsimulation durchgeführt wurde, generierte die entwickelte Oberflächenroutine das resultierende Oberflächenprofil und berechnete automatisch die Oberflächenkennwerte Ra und Rz. Wie die experimentelle Evaluierung zeigte, war es möglich, den Zusammenhang zwischen der verschlissenen Schneidkante und Oberflächenprofil im Modell richtig abzubilden.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Methodik zur Prozesssynchronisierung in der Auftragsabwicklung des industriellen Werkzeugbaus
Die Branche Werkzeugbau in Deutschland befindet sich in einer Phase intensiven Wandels. Neue Marktteilnehmer aus sogenannten Low-Cost-Countries sowie eine massive Kapazitätsausweitung führen in globalen Werkzeugmärkten dazu, dass sich der Wettbewerbsdruck auf Werkzeugbauunternehmen kontinuierlich verstärkt. Der Werkzeugbau an Hochlohnstandorten sieht sich aufgefordert, eine Antwort auf die veränderten Wettbewerbsbedingungen zu finden, um selbst erneut Wettbewerbsdruck ausüben zu können.
Der Schlüssel, um dem Kunden zukünftig ein überlegenes Angebot zu bieten, liegt in der Technologiebranche Werkzeugbau in Deutschland in der Leistungsfähigkeit der organisatorischen Prozesse, von der nachweislich ein hohes Differenzierungspotenzial ausgeht. Handlungsleitendes Paradigma im Werkzeugbau ist diesbezüglich die Industrialisierung, die den Wandel von der handwerklichen, werkstattorientierten Werkzeugfertigung zur industriellen Werkzeugherstellung beschreibt.
Zentrales Element der Industrialisierung ist die Prozesssynchronisierung, die die zeitliche und inhaltliche Abstimmung der Prozessinhalte der Auftragsabwicklung aufeinander beschreibt. Eine wesentliche Herausforderung der Prozesssynchronisierung im Werkzeugbau besteht in der für die kundenindividuelle Fertigung hochtechnologischer Unikate charakteristischen Varianz des Produktspektrums sowie der Vielfalt der komplexen Fertigungsprozessfolgen. Eine methodische Unterstützung der Prozesssynchronisierung unter Berücksichtigung der besonderen Herausforderungen im Werkzeugbau wird durch die im Rahmen dieser Dissertation erarbeitete Methodik geboten.
Die Methodik gliedert sich in eine Basisphase und eine Gestaltungsphase. In der Basisphase werden zunächst die Rahmenbedingungen des anwendenden Werkzeugbaus analysiert und Synchronisierungsvoraussetzungen abgeleitet. Während der anschließenden Gestaltungsphase erfolgt die Prozesssynchronisierung innerhalb eines vierschrittigen Vorgehens – der Modellierung, der Gestaltung eines synchronen Prozessmodells, der Umsetzung einer inhaltlichen und zeitlichen Synchronisierung und der Ausgestaltung eines Umsetzungscontrollings –, dessen Ergebnis eine nachhaltige Umsetzung synchroner Prozesse ist.
Die entwickelte Methodik leistet durch die methodische Unterstützung der Prozesssynchronisierung einen Beitrag, die Industrialisierung im Werkzeugbau weiter voranzutreiben.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Einsatzvorbereitung keramisch gebundener Werkzeuge für das Verzahnungshonen
Eine Herausforderung beim Verzahnungshonen ist, dass Abrichtzahnräder im industriellen Umfeld als dominierendes Verschleißphänomen Kornverlust an den Ecken der Kopfflanken aufweisen. Bisher existiert keine Methode, mit der die Verschleißmechanismen und das Verschleißverhalten beim Abrichten der verzahnten Honwerkzeuge bestimmt und Verbesserungspotenziale aufgezeigt werden können.
Die Kenntnis des Einflusses der kinematischen und werkzeugtechnischen Stellgrößen auf das Bearbeitungsergebnis bei der Einsatzvorbereitung sowie des Verschleißverhaltens der Abrichtwerkzeuge ist von großer Bedeutung für die Auslegung einer wirtschaftlichen und prozesssicheren Einsatzvorbereitung.
Ziel dieser Arbeit ist die Erhöhung der Standzeit von diamantkornbelegten Abrichtzahnrädern bei der Einsatzvorbereitung keramisch gebundener Honwerkzeuge sowie die Ableitung von Empfehlungen bei der Prozessauslegung der Einsatzvorbereitung. Dazu wird eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe Verschleißmechanismen an Abrichtzahnrädern analysiert und daraus standzeitfördernde Maßnahmen abgeleitet werden können. Bestandteil der Methode sind zwei geometrisch-kinematische Prozessmodelle für das Abrichten beim Verzahnungshonen, welche eine grundlegende Analyse des Abrichtprozesses beim Verzahnungshonen ermöglichen.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Entschuldigung und Entschuldigungsannahme im Täter-Opfer-Ausgleich
Das Entschuldigungsritual ist eine wichtige Leistung im Täter-Opfer-Ausgleich. Diese Studie ermittelt, inwiefern Mediatoren dieses Ritual als Erfolgskriterium werten. Als Analysegrundlage dienen die auf den institutionellen Zusammenhang zugeschnittene Sprechakttheorie sowie das konversationsanalytische Konzept des Nachbarschaftspaares.
Aktualisiert: 2023-04-06
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Methodik zur Gestaltung von Geschäftsprozessen im industriellen Werkzeugbau
Die Branche Werkzeugbau in Hochlohnländern befindet sich in einer Phase intensiven Wandels. Für diesen Wandel sind die beiden Trends „Globalisierung“ sowie „Derivatisierung“ verantwortlich. Sie verändern die Rahmenbedingungen der Werkzeugherstellung. Um dem global einkaufenden Kunden auch zukünftig ein attraktives Angebot am Hochlohnstandort bieten zu können, muss die Branche ihr Leistungsangebot neu definieren. Dies bedeutet in Zukunft, technologisch anspruchsvolle und qualitativ hochwertige Werkzeuge trotz der gestiegenen Produktkomplexität in kürzerer Durchlaufzeit, bei hoher Termintreue anhand von wirtschaftlichen und wettbewerbsfähigen Prozessen herzustellen. Neben der Höherwertigkeit der Produkte rückt der Fokus auf die Höherwertigkeit der Prozesse.
Die zur Sicherstellung der Höherwertigkeit der Prozesse notwendige Prozessgestaltung im Werkzeugbau ist schwer durchsetzbar. Zwar gehen die Bemühungen zur Industrialisierung der Branche in diese Richtung, der Unikatcharakter ihrer Produkte, verbunden mit verschiedenen, neuartigen und teilweise nicht planbaren Abläufen konterkariert jedoch die Definition von Prozessen, deren originäres Ziel die Systematisierung und Standardisierung von Abläufen ist. Dementsprechend bedarf es der Branche Werkzeugbau bei der Gestaltung ihrer Prozesse der Auftragsabwicklung an methodischer Unterstützung.
Das Ergebnis dieser Dissertation ist eine Methodik zur Prozessgestaltung im industriellen Werkzeugbau. Die Methodik gliedert sich in eine Basisphase und eine Gestaltungsphase. In der Basisphase werden zunächst die Rahmenbedingungen des Werkzeugbaus analysiert. Die sich anschließende Prozesstypisierung schafft eine unternehmensspezifische Ausgangsbasis für die Methodik. Während der Gestaltungsphase erfolgt zunächst eine kennzahlengestützte Prozessbewertung. Potenzialträchtige Prozesse werden im Folgenden modelliert. Die Methodik schließt mit einer Prozessgestaltung, die auf im Rahmen der Dissertation erarbeiteten Referenzprozessen für die Branche Werkzeugbau basiert.
Mit der entwickelten Methodik steht ein Hilfsmittel zur Verfügung, mit dem ein wesentlicher Schritt in Richtung einer Industrialisierung der Unikatfertigung im Werkzeugbau vollzogen werden kann. Werkzeugbaubetriebe haben so die Möglichkeit, Prozesse in Bezug auf ihre Anforderungen zu gestalten. Dies resultiert in einer nachhaltigen Verbesserung der Prozesse der Auftragsabwicklung.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Automatisierte Feinbearbeitung von komplexen Werkzeugen und Formen aus Stahl
Die Feinbearbeitung gefräster oder erodierter Werkzeuge und Formen wird in der industriellen Praxis derzeit durch manuelle Prozesse dominiert. Eine Automatisierung dieses finalen Fertigungsschritts birgt großes Potential hinsichtlich reproduzierbarer Bearbeitungsergebnisse und Gewinnung wirtschaftlicher Wettbewerbsvorteile.
Bislang ist jedoch die Entwicklung einer automatisierten Lösung erheblich erschwert, da zwischen Unternehmen der Formenbaubranche, Lohnpolierunternehmen und wissenschaftlicher Forschung kaum ein Transfer von Prozesswissen stattfindet. Wissenschaftliche Ansätze beschränken sich daher vielfach auf die Erarbeitung von CAD/CAM-Lösungen für die Feinbearbeitung, ohne die eigentlichen Prozesszusammenhänge und Bearbeitungsstrategien sowie die sich daraus ableitenden Anforderungen an ein Fertigungssystem durchgängig zu beleuchten. Dies ist als einer der Hauptgründe anzusehen, warum gegenwärtig keine am Markt befindliche Lösung für die automatisierte Feinbearbeitung von komplexen Formen und Werkzeugen aus Stahl existiert.
Genau hier setzt diese Dissertation an. Auf Basis bestehender Ansätze werden die technologischen Grundlagen erarbeitet, um eine zeit- und kostenoptimierte Feinbearbeitung qualitativ hochwertiger Werkzeuge und Formen aus Stahl zu ermöglichen.
Die Realisierung einer automatisierten Feinbearbeitung erfordert die durchgängige Betrachtung prozess- und systemseitiger Zusammenhänge. Im Vordergrund der wissenschaftlichen Arbeit steht daher die Beantwortung der übergeordneten Fragestellung, wie und wodurch das Ergebnis einer automatisierten Feinbearbeitung von frei geformten Werkzeugen und Formen aus Stahl maschinen- und prozessseitig durch individuell angepasste Bearbeitungsstrategien beeinflusst wird.
Zur Beantwortung dieser Forschungsfrage wurden die drei Hauptarbeitsgebiete, Prozesstechnologie, Maschinensystem und Bahnplanung identifiziert, die in einem ganzheitlichen Ansatz betrachtet werden. Mit Hilfe von prozesstechnologischen Voruntersuchungen konnte ein detailliertes Anforderungsprofil an ein Maschinensystem zur Feinbearbeitung erstellt werden. Die konsequente konstruktive Umsetzung dieser Anforderungen ermöglicht eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesskinematiken bei gleichzeitiger Regelung der Prozesskräfte abzubilden. Durch den Aufbau eines Simulationsmodells und mit Hilfe mathematischer Modellierung besteht die Möglichkeit die Abtrags bestimmenden maschinenseitigen Kenngrößen im Hinblick auf eine optimierte Bahnplanung wissenschaftlich zu untersuchen. Den Abschluss der Arbeiten bildet die Feinbearbeitung von ausgewählten Demonstratorgeometrien sowie eine Analyse der Wirtschaftlichkeit des erarbeiteten automatisierten Ansatzes.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Gestaltungsmodell für Netzwerke zur Technologiefrüherkennung
Der Erwerb und die Weiterentwicklung technologischen Wissens stellen für produzierende Unternehmen die Grundlage zur Sicherstellung einer nachhaltigen Wettbewerbsfähigkeit dar. Hieraus resultieren für das Technologiemanagement komplexe Entscheidungssituationen, zu deren Bewältigung durch die Technologiefrüherkennung eine transparente Informationsbasis bereitzustellen ist. Als notwendige Bedingung hierfür wird die systematische Ausgestaltung eines Beziehungsnetzwerks zwischen dem Unternehmen und seinem jeweiligen Umfeld in Form eines Netzwerks zur Technologiefrüherkennung identifiziert.
Aktuell liegen in Forschung und Praxis große Defizite im Aufbau solcher Netzwerke vor, wodurch die Netzwerkgestaltung meist zufallsbestimmt ist. Daher ist eine Methodik erforderlich, die Unternehmen eine bedarfsgerechte Ausgestaltung von Netzwerken zur Technologiefrüherkennung und damit einen frühzeitigen und systematischen Zugang zu wettbewerbsrelevantem Wissen ermöglicht.
Im Informationsanforderungsmodell werden zunächst die für die Technologiefrüherkennung entscheidenden zweck- und qualitätsbestimmten Informationsziele erarbeitet. Unter Rückgriff auf etablierte Reifegradmodelle und der Berücksichtigung unternehmens- und fallspezifischer Kontingenzen wird die Erfüllung dieser Ziele quantitativ durch Nutzenfunktionen beschrieben.
Das Informationsquellenmodell stellt eine Metrik bereit, die es erlaubt, den Beitrag individueller Informationsquellen als den konstituierenden Elementen des Netzwerks zur Technologiefrüherkennung zur Erfüllung einzelner Informationsziele zu bestimmen. Das Modell liefert ferner eine praxisnahe Beschreibung derjenigen Informationsquellenarten, die sich grundsätzlich in die Technologiefrüherkennung integrieren lassen. Schließlich werden die mit der Einbindung bestimmter Informationsquellen in das Netzwerk zur Technologiefrüherkennung verbundenen Kosten ermittelt.
Das Netzwerkgestaltungsmodell führt die entwickelten Modelle zusammen. Hierin wird eine Zielfunktion begründet und validiert, die als Optimierungsgröße eine maximale Nutzenerreichung durch die Einbindung spezifischer Informationsquellen nach Art und Anzahl in das Netzwerk zur Technologiefrüherkennung unter Berücksichtigung finanzieller Restriktionen ermöglicht. Es wird gezeigt, dass diese Zielfunktion eine eindeutige Lösung in Form einer bestimmten Netzwerkkonfiguration besitzt.
Die Validierung der Methodik in der Praxis erfolgt anhand eines industriellen Fallbeispiels.
Aktualisiert: 2021-07-10
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4. Aachener Kühlschmierstoff-Tagung
Kühlschmierstoffe sind in der spanenden Fertigung bei vielen Bearbeitungsoperationen bis heute unverzichtbar. Neben den technologischen Vorteilen, die Kühlschmierstoffe bieten, ist ihr Einsatz mit hohen Kosten verbunden. Auf unserer 4. Aachener Kühlschmierstoff- Tagung zeigen Experten praxisnahe Lösungen für einen ökonomischen und ökologischen Einsatz von Kühlschmierstoffen in der Fertigung. Wir bieten Ihnen hier die Möglichkeit, sich über aktuelle Entwicklungen im Umgang mit Kühlschmierstoffen zu informieren und geben Einblicke in Anwendungsfelder von morgen.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Vorhersage von Oberflächenrissen für Kaltmassivumformprozesse
Kaltmassivumgeformte Bauteile werden aufgrund ihrer belastungsgünstigen Eigenschaften vor allem in hochbeanspruchten Bereichen von Personen- und Nutzfahrzeugen verbaut. Getrieben durch die Forderungen nach emissionsarmen sowie hoch effizienten Mobilitätskonzepten seitens Politik und Gesellschaft werden dazu in der Automobilindustrie derzeit geeignete Lösungsansätzen entwickelt. Diese Ansätze beinhalten unter anderem die Teil- und Vollelektrifizierung des Antriebsstrangs durch hybride oder vollwertige Elektroantriebe, die weitere Optimierung des konventionellen Antriebsstrangs sowie die Gewichtsreduktion der im Automobil verbauten Einzelkomponenten. Infolge dessen werden durch Kaltmassivumformung hergestellte Bauteile zunehmend aus höherfesten Stählen gefertigt, welche aufgrund ihrer höheren Werkstofffestigkeit eine Reduktion der tragenden Querschnitte und damit auch gleichzeitig eine gewichtsoptimierte Anpassung der Bauteilgeometrie erlauben. Während des umformtechnischen Herstellungsprozesses dieser filigranen Leichtbauteile erfährt der Werkstoff lokal große, plastische Dehnungen, infolge dessen eine irreversible Werkstofftrennung und damit eine Entstehung von Rissen begünstigt werden. Diese Form des Werkstoffversagens ist jedoch aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen, die an hoch belastete Kaltmassivumformbauteile im Automobilbereich gestellt werden, unbedingt zu vermeiden.
Um auch risskritische Kaltmassivumformprozesse vor Anlauf der Serienfertigung derart auslegen zu können, dass während der Prozessdurchführung eine irreversible Werkstofftrennung ausgeschlossen werden kann, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein kontinuumsmechanisches Kriterium zur örtlichen, typologischen und zeitlichen Vorhersage von Oberflächenrissen entwickelt. Dazu wurde die Initiierung und das Wachstum von Längs- und Scherrisse als wesentliche Erscheinungsformen von Oberflächenrissen auf mikroskopischer Skala grundlegend untersucht. Die aus diesen experimentellen Beobachtungen gewonnenen Erkenntnisse wurden für beide Arten von Oberflächenrissen zu rissartspezifischen Mikro-Modellen verdichtet. In Erweiterung zum Stand der Erkenntnisse wurden die beiden Mikro-Modelle anschließend zu einem kontinuumsmechanischen Risskriterium zusammengefasst. Abschließend wurde dieses in ein kommerzielles FEM-Programm implementiert und an Kaltmassivumformprozessen unterschiedlicher Komplexität validiert. Dabei konnte wissenschaftlich nachgewiesen werden, dass das entwickelte Kriterium eine Vorhersage des quantitativen Schädigungsausmaßes mit einer Vorhersageungenauigkeit im Zehntelprozentbereich ermöglicht. Ferner wurde der Nachweis erbracht, dass ebenfalls auch der Ort der maximalen Oberflächenschädigung sowie erstmals auch die Schädigungszusammensetzung aus Längs- und Scherrissen mittels des implementierten Kriteriums vorhergesagt werden kann. Damit leistet das entwickelte kontinuumsmechanische Risskriterium einen wesentlichen Beitrag zur rissfreien Auslegung von Kaltmassivumformprozessen.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Anlauforientierte Technologieplanung zur Auswahl von Fertigungstechnologien
Eine effektive und effiziente Planung des Produktionsanlaufs ist ein wirtschaftlicher Faktor produzierender Unternehmen, der seit Jahren stetig an Bedeutung gewinnt. Durch die Verkürzung der Serienproduktionsphase und des gesamten Produktlebenszyklus nimmt der relative zeitliche Anteil des Produktionsanlaufs zu. Ebenso wird die Anzahl der Produktionsanläufe durch zunehmende Variantenvielfalt und vermehrte Innovationsanstrengungen erhöht. Ein Entscheidungsobjekt im Bereich der Anlaufplanung ist die Auswahl von Fertigungstechnologien. Eine umfangreiche Änderung des Produktionssystems durch Einführung neuer Fertigungstechnologien ist in der Serienproduktionsphase aufgrund des hohen Ausfallrisikos nicht denkbar. Der Produktionsanlauf ist der optimale Zeitpunkt, die Fertigung zu modernisieren und neue Technologien einzuführen. Die Anlaufziele dürfen dadurch aber nicht gefährdet werden, weshalb die Durchführung einer anlauforientierte Technologieplanung notwendig ist.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Entscheidungsunterstützung zur Fertigungstechnologieauswahl entwickelt, mit der ein Produktionsanlauf möglichst schnell unter Voraussetzung der geforderten Produktqualität durchgeführt werden kann. Vor Durchführung der Fertigungstechnologieauswahl wird beurteilt, für welche Anlauffälle diese aufwendige Planungstätigkeit geeignet ist. Die Zuordnung erfolgt über Anlaufszenarien, für die das Nutzen-Aufwand-Verhältnis zur Durchführung einer Fertigungstechnologieauswahl angemessen ist. Die Auswahl einer Fertigungstechnologie in der Anlaufplanung wird bei der entwickelten Methodik in zwei Phasen durchgeführt. In der Grobplanungsphase werden Risiken und Potenziale untersucht, die bei Fertigungstechnologiealternativen im Zusammenwirken mit ihrer Umwelt vorliegen. In einer Risiko-Potenzial-Matrix werden diese Risiken und Potenziale zusammengeführt, um die Anzahl der Fertigungsalternativen einzugrenzen. In der Feinplanungsphase erfolgt die Analyse von internen Größen der Fertigungstechnologiealternativen in Form der Bestimmung des erwarteten Hochlaufverhaltens. Dazu wird das Verhalten von Stell- und Einflussgrößen von Fertigungstechnologien auf den Hochlauf analysiert. Über ein mathematisches Modell kann berechnet werden, wann der Abschluss der Optimierung der Stellgrößen im Hochlauf einer Fertigungstechnologie zu erwarten und damit die geforderte Produktivität erreicht ist.
Aktualisiert: 2021-07-10
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