Dieses Fachbuch bündelt das Wissen von insgesamt 70 Experten aus Wissenschaft und Industrie. Sie beschreiben die Leistungsfähigkeit der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen mit Kunststoffen oder anderen Werkstoffen. Ohne den Einsatz der industriellen Klebtechnik wäre es heute kaum möglich, kunststoffbasierende Produkte auf den Markt zu bringen. Die branchenübergreifenden Anforderungen an die Fügetechnologie Kleben sind allerdings hoch und wachsen kontinuierlich.Alle für das erfolgreiche Kleben von Kunststoffen wichtigen Aspekte werden behandelt. Zahlreiche Best-Practice-Beispiele aus verschiedensten Industriebranchen beleuchten anschließend die anwendungstechnischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen. Der Anwender in der industriellen Praxis erhält mit diesem Werk anwendungsnahe Unterstützung bei der erfolgreichen Lösung von Klebaufgaben zur Herstellung innovativer Produkte in allen Industriebereichen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Dieses Fachbuch bündelt das Wissen von insgesamt 70 Experten aus Wissenschaft und Industrie. Sie beschreiben die Leistungsfähigkeit der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen mit Kunststoffen oder anderen Werkstoffen. Ohne den Einsatz der industriellen Klebtechnik wäre es heute kaum möglich, kunststoffbasierende Produkte auf den Markt zu bringen. Die branchenübergreifenden Anforderungen an die Fügetechnologie Kleben sind allerdings hoch und wachsen kontinuierlich.Alle für das erfolgreiche Kleben von Kunststoffen wichtigen Aspekte werden behandelt. Zahlreiche Best-Practice-Beispiele aus verschiedensten Industriebranchen beleuchten anschließend die anwendungstechnischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen. Der Anwender in der industriellen Praxis erhält mit diesem Werk anwendungsnahe Unterstützung bei der erfolgreichen Lösung von Klebaufgaben zur Herstellung innovativer Produkte in allen Industriebereichen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Dieses Fachbuch bündelt das Wissen von insgesamt 70 Experten aus Wissenschaft und Industrie. Sie beschreiben die Leistungsfähigkeit der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen mit Kunststoffen oder anderen Werkstoffen. Ohne den Einsatz der industriellen Klebtechnik wäre es heute kaum möglich, kunststoffbasierende Produkte auf den Markt zu bringen. Die branchenübergreifenden Anforderungen an die Fügetechnologie Kleben sind allerdings hoch und wachsen kontinuierlich.Alle für das erfolgreiche Kleben von Kunststoffen wichtigen Aspekte werden behandelt. Zahlreiche Best-Practice-Beispiele aus verschiedensten Industriebranchen beleuchten anschließend die anwendungstechnischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen. Der Anwender in der industriellen Praxis erhält mit diesem Werk anwendungsnahe Unterstützung bei der erfolgreichen Lösung von Klebaufgaben zur Herstellung innovativer Produkte in allen Industriebereichen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Der Einsatz von Leichtbautragstrukturen bietet heutzutage die Möglichkeit eine signifikante Gewichtsreduzierung zu realisieren. Bei der Gestaltung dieser Leichtbautragstrukturen müssen, je nach Anwendungsfall, eine Vielzahl von Anforderungen berücksichtigt werden. Die komplette Substitution eines Werkstoffes ist für die konsequente Nutzung des Leichtbaupotentials nicht immer zielführend. Eine optimale Gesamtstruktur besteht aus einer hybriden Werkstoffkombination, dem sogenannten Multi-Material-Design. Der Ansatz der Hybridisierung von Strukturkomponenten rückt somit immer stärker in den Vordergrund und kann grundsätzlich nach zwei unterschiedlichen Methoden erfolgen. Zum einen können zwei Bauteile aus Faserverbundkunststoff und Metall durch nachgeschaltete Fügeprozesse, wie beispielsweise Nieten, Schrauben oder Kleben, gefügt werden. Nachteil dieses Ansatzes ist neben dem Aufwand für den Fügeprozess die zusätzliche Masse, durch die das Leichtbaupotential nicht vollkommen ausgeschöpft werden kann. Zum anderen besteht die Möglichkeit der Herstellung des Hybridverbunds in einem einstufigen Prozess, wobei die Verbindung der verschiedenen Materialien im Ur- oder Umformprozess ohne einen nachfolgenden Fügeschritt erfolgt. Das entstehende Bauteil dieses einstufigen Prozesses wird als intrinsisches Hybrid bezeichnet. Aufgrund der intrinsischen Hybridisierung entstehen neue Gestaltungsmöglichkeiten und produktionstechnische Vorteile, aber auch Herausforderungen in Bezug auf die Prüfung, Simulation und Herstellung. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1712 der Deutschen Forschungsgemeinschaft wurde hierzu auf den Fachgebieten Produktionstechnik, Mechanik und Werkstoffwissenschaften intensiv Forschungsarbeit geleistet.
Aktualisiert: 2023-04-02
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Der Einsatz von Leichtbautragstrukturen bietet heutzutage die Möglichkeit eine signifikante Gewichtsreduzierung zu realisieren. Bei der Gestaltung dieser Leichtbautragstrukturen müssen, je nach Anwendungsfall, eine Vielzahl von Anforderungen berücksichtigt werden. Die komplette Substitution eines Werkstoffes ist für die konsequente Nutzung des Leichtbaupotentials nicht immer zielführend. Eine optimale Gesamtstruktur besteht aus einer hybriden Werkstoffkombination, dem sogenannten Multi-Material-Design. Der Ansatz der Hybridisierung von Strukturkomponenten rückt somit immer stärker in den Vordergrund und kann grundsätzlich nach zwei unterschiedlichen Methoden erfolgen. Zum einen können zwei Bauteile aus Faserverbundkunststoff und Metall durch nachgeschaltete Fügeprozesse, wie beispielsweise Nieten, Schrauben oder Kleben, gefügt werden. Nachteil dieses Ansatzes ist neben dem Aufwand für den Fügeprozess die zusätzliche Masse, durch die das Leichtbaupotential nicht vollkommen ausgeschöpft werden kann. Zum anderen besteht die Möglichkeit der Herstellung des Hybridverbunds in einem einstufigen Prozess, wobei die Verbindung der verschiedenen Materialien im Ur- oder Umformprozess ohne einen nachfolgenden Fügeschritt erfolgt. Das entstehende Bauteil dieses einstufigen Prozesses wird als intrinsisches Hybrid bezeichnet. Aufgrund der intrinsischen Hybridisierung entstehen neue Gestaltungsmöglichkeiten und produktionstechnische Vorteile, aber auch Herausforderungen in Bezug auf die Prüfung, Simulation und Herstellung. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1712 der Deutschen Forschungsgemeinschaft wurde hierzu auf den Fachgebieten Produktionstechnik, Mechanik und Werkstoffwissenschaften intensiv Forschungsarbeit geleistet.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Der werkstoffliche Leichtbau muss als tragende Säule innerhalb der Fahrzeugentwicklung sowohl den Sicherheitsaspekt berücksichtigen als auch zur Reduktion der Fahrzeugmasse und somit zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs bzw. des Schadstoffausstoßes beitragen.
Neben der Entwicklung neuer, hochfester und mittels Warmumformung hergestellter Stahlgüten zur Verringerung von Blechdicken sowie Mischbauweisen mit Aluminium und Magnesium werden zunehmend auch faserverstärkte Kunststoffe im Fahrzeugbau eingesetzt. Bei Anwendung dieser sogenannten Multi-Material-Bauweise bis auf Bauteilebene resultiert gleichzeitig ein Bedarf nach wirtschaftlichen und kombinierten Herstellungsverfahren für Kunststoff-Metall- Hybridbauteile.
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines solchen Fertigungsverfahrens namens „Hybridpressen“, welches die Kaltumformung von Stahlblechen mit dem Fließpressen von langfaserverstärkten Thermoplasten in einem simultanen Prozessschritt kombiniert und gleichzeitig beide Werkstoffe durch Einsatz eines Haftvermittlers stoffschlüssig miteinander verbindet.
Aktualisiert: 2020-09-01
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Leichtbau ist eine Königsdisziplin im Fahrzeugbau. Das Buch folgt der Logik, wonach Leichtbau-Innovationen vorrangig durch die integrale Betrachtung von Bauweisen, Werkstoffeigenschaften und Herstellverfahren möglich und entsprechende Potenziale erschließbar sind.
Nach Darstellung von historischem Abriss und Motivation folgt als ein Schwerpunktkapitel die Behandlung verschiedener Leichtbau-Strategien. Erörtert werden vorwiegend Stoff-, Form-, Konzept- und Bedingungsleichtbau. Das Bindeglied zur Behandlung der Leichtbau-Werkstoffe stellen die Kapitel zu Anforderungen an bzw. Auslegung von Leichtbauteilen und die systematische Entwicklungsmethode des Multi Material Designs dar.
Ein wesentlicher, weiterer Schwerpunkt des Buches ist die Darstellung relevanter Leichtbau-Werkstoffe hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften und ihrer Entwicklungspotenziale. Dieser Schwerpunkt gliedert sich vorrangig in die Werkstoffgruppen Stähle, Leichtmetalle, Keramiken und Kunststoffe sowie Faserverbund-Kunststoffe. Mit Werkstoff- und Halbzeugtechnologien für den Leichtbau werden innovative Fertigungs-, Bauteil- und Oberflächenverfahren adressiert.
Ein querschnittlich positioniertes Kapitel zu Recycling und Life Cycle Analysis rundet das Thema ab. Die Betrachtung von Leichtbau im Entwicklungsprozess der Fahrzeugindustrie und der Leichtbau-Konzepte für alternative Fahrzeug-Konzepte führen in die Zukunft automobiler Mobilität.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dieses Fachbuch bündelt das Wissen von insgesamt 70 Experten aus Wissenschaft und Industrie. Sie beschreiben die Leistungsfähigkeit der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen mit Kunststoffen oder anderen Werkstoffen. Ohne den Einsatz der industriellen Klebtechnik wäre es heute kaum möglich, kunststoffbasierende Produkte auf den Markt zu bringen. Die branchenübergreifenden Anforderungen an die Fügetechnologie Kleben sind allerdings hoch und wachsen kontinuierlich.Alle für das erfolgreiche Kleben von Kunststoffen wichtigen Aspekte werden behandelt. Zahlreiche Best-Practice-Beispiele aus verschiedensten Industriebranchen beleuchten anschließend die anwendungstechnischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen. Der Anwender in der industriellen Praxis erhält mit diesem Werk anwendungsnahe Unterstützung bei der erfolgreichen Lösung von Klebaufgaben zur Herstellung innovativer Produkte in allen Industriebereichen.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Leichtbau bleibt eine Königsdisziplin im Fahrzeugbau. Das Buch folgt der Logik, wonach Leichtbau-Innovationen vor allem mit der integralen Betrachtung von Bauweisen, Werkstoffeigenschaften und Herstellverfahren möglich und weitere Effizienzpotenziale zu erschließen sind. Ein Schwerpunkt des Buches ist demgemäß die Darstellung relevanter Leichtbau-Werkstoffe mit ihren technischen Eigenschaften und ihren Entwicklungspotenzialen. Dies gliedert sich hier vorrangig in die Werkstoffgruppen Stähle, Leichtmetalle, Keramiken und Kunststoffe sowie Hochleistungs-Faserverbundmaterialien. Mit Werkstoff- und Halbzeugtechnologien für den Leichtbau werden innovative Fertigungs-, Bauteil- und Oberflächenverfahren adressiert. Die Betrachtung von Leichtbau im Entwicklungsprozess der Fahrzeugindustrie und der Leichtbau-Konzepte für alternative Fahrzeug-Konzepte sollen in die Zukunft automobiler Mobilität führen.
Aktualisiert: 2023-04-26
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Um den steigenden Anforderungen hinsichtlich Schadstoffemissionen und Fahrleistungen Rechnung zu tragen, wird in der Automobilindustrie seit Jahren ein besonderes Augenmerk auf den Leichtbau gelegt. So werden auch in der Großserie verschiedene Metalle, meist Stahl, Aluminium und Magnesium, belastungs- und anforderungsgerecht in einer Karosserie miteinander kombiniert. Bei dieser Kombination stoßen herkömmliche mechanische (Nieten) und thermische (Schweißen) Fügemethoden oft an ihre Prozessgrenzen. So wird das Kleben, als flexibel einsetzbares Fügeverfahren, immer präsenter. Eine Herausforderung in der Anwendung stellt jedoch der Karosseriebauprozess selbst dar. So erfolgt die Klebstoffaushärtung parasitär im Trocknungsofen der kathodischen Tauchlackierung, wobei es u.a. aufgrund von Differenzen der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Bauteile zu thermisch induzierten Fügeteilrelativbewegungen kommt. Die derzeit in der Industrie angewandten Prüfmethoden für Klebverbindungen können nicht alle benötigten Verbindungseigenschaften in ausreichendem Detailgrad ermitteln. Im Rahmen dieser Arbeit werden weiterentwickelte Prüfmethoden vorgestellt, die eine einfache Analyse des Klebstoffverhaltens im KTL-Trockner ermöglichen. Dabei lassen sich sowohl die Höhe der Belastung, als auch weitere Parameter, wie die Klebschichtdicke oder der Oberflächenzustand der Substrate im Laborversuch variieren. Ergänzend wird eine weitere Prüfmethode vorgestellt, die es ermöglicht, das Verhalten einer Klebung bei einer multi-axialen mechanischen Belastung während der Vernetzung zu untersuchen. Hierzu wird eine geeignete Vorrichtung entwickelt, die eine Kombination aus Schub- und Normalgleitung aufbringen kann. Zusätzlich ermöglicht diese eine Betrachtung des Einflusses einer separaten Bewegung der Fügeteile in den einzelnen Prozessphasen (Aufheiz-, Halte- und Abkühlphase). Der Fokus dieser Untersuchungen liegt auf der Validierung der Prüfmethode, sowie der einhergehenden Ermittlung der Versagensgrenzen bei den unterschiedlichen Parametern. Hierzu wird ein Vergleichswert eingeführt, der auch, durch dessen spätere Implementierung in die Prozesssimulation des Gesamtfahrzeugs, eine Prognose des Versagens von Klebverbindungen ermöglichen soll. Auf Basis der vorgestellten Prüfmethoden ist eine Erweiterung der Kenntnisse des prozessbegleitenden Eigenschaftsprofils von Klebverbindungen möglich.
Aktualisiert: 2019-12-27
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Dieses Fachbuch bündelt das Wissen von insgesamt 70 Experten aus Wissenschaft und Industrie. Sie beschreiben die Leistungsfähigkeit der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen mit Kunststoffen oder anderen Werkstoffen. Ohne den Einsatz der industriellen Klebtechnik wäre es heute kaum möglich, kunststoffbasierende Produkte auf den Markt zu bringen. Die branchenübergreifenden Anforderungen an die Fügetechnologie Kleben sind allerdings hoch und wachsen kontinuierlich.Alle für das erfolgreiche Kleben von Kunststoffen wichtigen Aspekte werden behandelt. Zahlreiche Best-Practice-Beispiele aus verschiedensten Industriebranchen beleuchten anschließend die anwendungstechnischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der Klebtechnik beim Fügen von Kunststoffen. Der Anwender in der industriellen Praxis erhält mit diesem Werk anwendungsnahe Unterstützung bei der erfolgreichen Lösung von Klebaufgaben zur Herstellung innovativer Produkte in allen Industriebereichen.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Leichtbau bleibt eine Königsdisziplin im Fahrzeugbau. Das Buch folgt der Logik, wonach Leichtbau-Innovationen vor allem mit der integralen Betrachtung von Bauweisen, Werkstoffeigenschaften und Herstellverfahren möglich und weitere Effizienzpotenziale zu erschließen sind. Ein Schwerpunkt des Buches ist demgemäß die Darstellung relevanter Leichtbau-Werkstoffe mit ihren technischen Eigenschaften und ihren Entwicklungspotenzialen. Dies gliedert sich hier vorrangig in die Werkstoffgruppen Stähle, Leichtmetalle, Keramiken und Kunststoffe sowie Hochleistungs-Faserverbundmaterialien. Mit Werkstoff- und Halbzeugtechnologien für den Leichtbau werden innovative Fertigungs-, Bauteil- und Oberflächenverfahren adressiert. Die Betrachtung von Leichtbau im Entwicklungsprozess der Fahrzeugindustrie und der Leichtbau-Konzepte für alternative Fahrzeug-Konzepte sollen in die Zukunft automobiler Mobilität führen.
Aktualisiert: 2023-04-25
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Aktualisiert: 2018-07-12
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Vielschichtige Eigenschaftsprofile benötigen zunehmend moderne Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde einschließlich der raschen Entfaltung neuer Fertigungstechnologien, da der monolithische Werkstoff bzw. ein einziger Werkstoff den heutigen komplexen Anforderungen nicht mehr genügen kann. Zukünftige Werkstoffsysteme haben wirtschaftlich eine Schlüsselposition und sind auf den Wachstumsmärkten von grundlegender Bedeutung. Gefragt sind maßgeschneiderte Leichtbauwerkstoffe (tailor-made composites) mit einem adaptierten Design. Dazu müssen Konzepte entwickelt werden, um die Kombination der Komponenten optimal zu gestalten. Das erfordert werkstoffspezifisches Wissen und Korrelationsvermögen sowie die Gestaltung komplexer Technologien, auch unter dem Aspekt der kontinuierlichen Massen- und Großserienfertigung (in-line, in-situ) und damit der Kostenreduzierung bislang teurer Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde.
In der vorliegenden Arbeit wird in vergleichbarer und vergleichender Art und Weise sowie abstrahierter Form ein Bogen über das Gesamtgebiet der Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde gespannt. Eine zusammenfassende Publikation über dieses noch sehr junge, aber bereits breit aufgestellte Wissenschaftsgebiet fehlt bislang. Das ist der Separierung der einzelnen, fest aufgeteilten Gruppierungen der Verbundwerkstoffe geschuldet. Querverbindungen werden selten hergestellt. Dieses Defizit in einem gewissen Maße auszugleichen, ist Ziel der Arbeit. Besondere Berücksichtigung finden Begriffsbestimmungen und Klassifikationen, Herstellungsverfahren und Eigenschaften der Werkstoffe. Es werden klare Strukturierungen und Übersichten herausgearbeitet. Zuordnungen von etablierten und neuen Technologien sollen zur Begriffsstabilität der Terminologien "Mischbauweise" und "Hybrider Verbund" beitragen. Zudem wird die Problematik "Recycling und Recyclingtechnologien" diskutiert. Zusammenfassend werden Handlungsfelder zukünftiger Forschungs- und Entwicklungsprojekte spezifiziert. Aus dem Blickwinkel der verschiedenen Herstellungsrouten insbesondere für Halbzeuge und Bauteile und der dabei gewonnenen Erkenntnisse werden verallgemeinerte Konzepte für tailor-made Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde vorgeschlagen ("Stellschraubenschema"). Diese allgemeinen Werkstoffkonzepte werden auf eigene aktuelle Forschungsprojekte der Schwerpunktthemen Metallmatrix- und Polymermatrix-Verbundwerkstoffe sowie der hybriden Werkstoffverbunde appliziert. Forschungsfelder für zukünftige Projekte werden abgeleitet. Besonderes Augenmerk gilt den hybriden Verbunden als tragende Säule zukünftiger Entwicklungen im Leichtbau. Hier spielen in-line- und in-situ-Prozesse eine entscheidende Rolle für eine großseriennahe, kosteneffiziente und ressourcenschonende Produktion.
Aktualisiert: 2019-12-12
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