Das Buch zeigt alle notwendigen Schritte zur Realisierung eines digitalen Prototyps auf und erläutert im Detail die Forschungsergebnisse der Disziplinen virtuelle Materialmodellierung, Prozesssimulation, Datenstrukturen und digitale Auslegung mit dem Fokus auf der Multi-Skalen-Simulation von faserverstärkten Bauteilen.Der digitale Prototyp stellt das Bindeglied zwischen klassischen Ingenieurstätigkeiten und der Industrie 4.0 dar. Bauteilauslegungen und Prozesssimulationen werden vor der realen Fertigung durchgeführt und optimiert. Dies führt zu kürzeren Entwicklungszeiten und schont Ressourcen. Eine integrierte CAM-Schnittstelle ermöglicht den Datenübertrag an ausführende Produktionseinheiten wie Roboter, Flechtmaschinen oder Injektionspressen. Zusätzlich dient der digitale Prototyp als Fertigungsprotokoll in dem alle anfallenden Daten erhoben und für spätere Optimierungsschleifen oder QSM abgespeichert werden.Die CAM-Schnittstelle und das HDF5-Format dienen als Aufsetzer für das Projekt "Digitaler Fingerabdruck" der 2. Förderphase des Forschungscampus ARENA2036. Hier wurde das Potenzial erkannt und für neue Fertigungstechnologien erweitert. Im Bereich der Flechtprozessoptimierung bietet der elektronische Klöppel ein riesiges Potenzial. Mit diesem System ist es möglich komplexere Bauteile herzustellen und neue Faserarchitekturen im Umflechtprozess zu modellieren, wodurch neue Anwendungsfelder bedient werden und die Umflechtprozesstechnik für neue Unternehmen interessant wird.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Das Buch beschreibt grundlegende Spezifikationen von Bauteilen und Prozessen, Methoden zur Abschätzung der Bauteileignung und Anwendung der Additiven Fertigung sowie zur Entwicklung von Konzepten und Entwürfen. Weiter werden die Konstruktion von Bauteilen, deren Gestaltung zur Sicherstellung funktionaler Anforderungen und der Herstellbarkeit sowie Methoden und Werkzeuge zur Bauteiloptimierung dargestellt. Es erfolgt die Beschreibung von Ansätzen zur rechnergestützten Simulation sowie physischen Validierung von Bauteilen und die Erprobung von Bauteilen und Materialien. Daraus abgeleitet werden Maßnahmen zur Sicherstellung von Qualitätsaspekten charakterisiert. Weiterhin werden die Integration von Additiven Fertigungsverfahren in bestehende Prozesse dargestellt sowie Maßnahmen zur Steigerung der Wertschöpfung abgeleitet. Die Inhalte werden vor dem Hintergrund zum Aufbau neuer Geschäftsmodelle diskutiert, sie wurden 2018 auf einem Workshop präsentiert und zwischen Experten aus Forschung und Industrie erörtert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Aktualisiert: 2023-07-02
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Aktualisiert: 2023-07-03
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Aktualisiert: 2023-06-24
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Aktualisiert: 2023-06-24
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Dieses Werk stellt einen Beitrag für die wirtschaftliche Fertigung von komplexen Hochleistungsfaserverbundstrukturen. Mit Hilfe einer als Pilotanlage zu betrachtenden "Fertigungszelle für die kombinierte Bearbeitung" wurde aufgezeigt, dass Faserverbundbauteile kostengünstiger und ressourcenschonender als bisher in hohen Stückzahlen mit gleichbleibend hoher Qualität bearbeitet werden können.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit erfolgt eine numerische Beschreibung einer Hybridverbindung (Kombination einer mechanischen Verbindung mit Klebstoff). Es wird der Einfluss von Klebstoff im Bereich der mechanischen Fügestelle auf das Verbindungsverhalten und die gegenseitige Beeinflussung von geklebter und mechanisch gefügter Verbindung untersucht. Darauf basierend werden Rückschlüsse für die Modellierung in Fahrzeug-Crashsimulationen abgeleitet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Aktualisiert: 2023-05-11
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Aktualisiert: 2023-05-11
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Modellierung des Perkussionsbohrens von Metallen mit kurz- und ultrakurzgepulsten Lasern
Aktualisiert: 2022-12-19
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In dieser Arbeit wird eine lernende Prozesssimulation für die spanende Einzelteilfertigung beschrieben. Das entwickelte Verfahren nutzt eine prozessparallele Abtragssimulation als digitalen Zwilling des Zerspanprozesses. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen kann das Verfahren automatisiert Prozesswissen ableiten und es für die Prozessplanung in Form einer ortsaufgelösten Formabweichungsprognose zur Verfügung stellen. Die Prognose wird als Grundlage für die Modifzierung der Werkzeugwege eingesetzt, um eine Reduzierung der Formabweichung bereits ab dem ersten Bauteil zu ermöglichen.
Die entwickelten Methoden werden anhand von Referenzprozessen für die 5-Achsbearbeitung mit Schaft- und Kugelkopffräsern charakterisiert. Dabei werden insbesondere das Lernverhalten des Systems sowie die Möglichkeit der Anwendung des Prozesswissens auf Bauteile mit unterschiedlicher Gestalt untersucht.
Aktualisiert: 2022-04-08
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In dieser Arbeit wird eine lernende Prozesssimulation für die spanende Einzelteilfertigung beschrieben. Das entwickelte Verfahren nutzt eine prozessparallele Abtragssimulation als digitalen Zwilling des Zerspanprozesses. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen kann das Verfahren automatisiert Prozesswissen ableiten und es für die Prozessplanung in Form einer ortsaufgelösten Formabweichungsprognose zur Verfügung stellen. Die Prognose wird als Grundlage für die Modifzierung der Werkzeugwege eingesetzt, um eine Reduzierung der Formabweichung bereits ab dem ersten Bauteil zu ermöglichen.
Die entwickelten Methoden werden anhand von Referenzprozessen für die 5-Achsbearbeitung mit Schaft- und Kugelkopffräsern charakterisiert. Dabei werden insbesondere das Lernverhalten des Systems sowie die Möglichkeit der Anwendung des Prozesswissens auf Bauteile mit unterschiedlicher Gestalt untersucht.
Aktualisiert: 2022-05-19
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Der Einsatz von an Schweißrobotern angebrachten, pneumatisch betätigten Spannrollen ermöglicht eine Steigerung der Flexibilität beim Remote-Laserstrahlschweißen im Karosseriebau. Dabei stellen die Auslegung der Spannkräfte, der Fügevorrichtungen und der fertigungsgerechten Bauteiltoleranzen eine Herausforderung dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Spann- und Fügeprozess des Remote-Laserstrahlschweißens mit Einsatz einer Spannrolle untersucht. Die Untersuchung erfolgte experimentell und simulativ für Blechformteile aus Stahl und Aluminium sowie für Aluminiumgussbauteile. Zur simulativen Untersuchung wurden validierte Finite-Elemente Simulationsmodelle erarbeitet, die erstmalig den Einsatz einer flexiblen Spannrolle im Karosseriebau abbilden. Die Simulationsmodelle ermöglichen die Berechnung von Spannprozessen auf drei Arten: weggesteuert mit vollständiger Vorgabe der Rollenbewegung, kraftgesteuerte mit Vorgabe eines Spannkraftverlaufs und kraftgeregelt mit Vorgabe gewünschter resultierender Fügespalte. Auf Basis der Untersuchungen wurden prozess- und bauteilseitige Maßnahmen zur Reduktion erforderlicher Spannkräfte und resultierender Fügespalte identifiziert und ein grundlegendes Prozessverständnis für den neuartigen Fertigungsprozess aufgebaut.
Aktualisiert: 2022-05-12
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Aktualisiert: 2023-04-01
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Bis zu 67 % des Gesamtertrags der Instandhaltung erzielen Triebwerkshersteller mit der Reparaturbearbeitung. Dabei ist die Reparatur von Komponenten durch Auftragschweißen und anschließender Wiederherstellung der ursprünglichen Geometrie, genannt Rekonturierung, ein wesentlicher Bestandteil. Für die Rekonturierung werden spanende Verfahren, beispielsweise das Fräsen, verwendet. Die Individualität der Reparaturfälle, unterschiedliche Materialeigenschaften und oftmals enge geometrischen Toleranzen der Bauteile erfordern eine individuelle Prozessauslegung, um minimale, prozessbedingte Gestaltabweichungen zu erreichen. Das Ziel dieser Arbeit ist Verständnis über die Ursachen der Gestaltabweichungen nach der Rekonturierung durch Kugelkopffräsen zu generieren und die Gestaltabweichungen schließlich zu minimieren. Dafür wurde der Lösungsansatz einer flexiblen Prozesssimulation verfolgt, die in Kombination mit experimentellen Zerspanuntersuchungen zur Bestimmung der wesentlichen Ursachen der Gestaltabweichungen verwendet wurde. Mit der Kenntnis der Ursachen und der Prozesssimulation können gezielt Rekonturierungsprozesse zur Minimierung der Gestaltabweichungen ausgelegt werden.
Aktualisiert: 2020-11-18
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