Im Rahmen dieser Arbeit wird die Steigerung der Energieeffizienz im Fertigungsprozess am Beispiel des Türrahmenspantes eines Airbus A350 untersucht. Dabei werden drei Ebenen betrachtet. Neben der Reduzierung des spezifischen Energiebedarfs der Hauptantriebsspindel durch angepasste Prozesseinstellgrößen und der Verringerung des Energiebedarfs an den Nebenkomponenten durch bedarfsgerechten Kühlschmierstoffeinsatz wird die Energieeffizienz der Gesamtprozesskette, die sich aus einer verbesserten Spänequalität und somit höheren Recyclingquoten ergibt, analysiert. Es zeigt sich, dass die größten Energieeinsparungen durch die Steigerung der Spänequalität erzielt werden. So führt unter anderem der Einsatz von flüssigem Stickstoff bei der Zerspanung zur Halbierung des Energiebedarfs der Gesamtprozesskette.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Die additive Fertigung gewinnt immer mehr an Bedeutung für industrielle Zwecke, da sich mit dem schichtweisen Aufbau neue komplexe und topologisch optimierte Bauteile realisieren lassen. Allerdings weisen Komponenten der pulverbettbasierten Technologien nach der Fertigung eine hohe Ausgangsrauheit auf, welche für einen Einsatz in mechanisch beanspruchten Bereichen minimiert werden muss. Da sich eine Vielzahl kommerzieller Oberflächennachbehandlungen nur eingeschränkt auf komplexen Geometrien anwenden lässt, war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, einen geeigneten Prozess zur Rauheitsreduktion von laserstrahlgeschmolzenen Ti-6Al-4V Komponenten zu finden und im Hinblick auf eine industrielle Anwendung zu bewerten. Weiterhin wurde der Einfluss des Verfahrens auf die Materialeigenschaften und das Verhalten unter zyklischer Belastung untersucht.
Aktualisiert: 2020-07-09
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Im Rahmen dieser Arbeit wird die Steigerung der Energieeffizienz im Fertigungsprozess am Beispiel des Türrahmenspantes eines Airbus A350 untersucht. Dabei werden drei Ebenen betrachtet. Neben der Reduzierung des spezifischen Energiebedarfs der Hauptantriebsspindel durch angepasste Prozesseinstellgrößen und der Verringerung des Energiebedarfs an den Nebenkomponenten durch bedarfsgerechten Kühlschmierstoffeinsatz wird die Energieeffizienz der Gesamtprozesskette, die sich aus einer verbesserten Spänequalität und somit höheren Recyclingquoten ergibt, analysiert. Es zeigt sich, dass die größten Energieeinsparungen durch die Steigerung der Spänequalität erzielt werden. So führt unter anderem der Einsatz von flüssigem Stickstoff bei der Zerspanung zur Halbierung des Energiebedarfs der Gesamtprozesskette.
Aktualisiert: 2019-11-07
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In dieser Arbeit wird die Anwendbarkeit vorhandener Prognosemodelle auf das Kaltgasspritzen von hochfeste Metallen untersucht. Zu diesem Zweck werden das Auftragsverhalten und die Eigenschaften von mittels Kaltgasspritzen aufgetragenem Ti-6Al-4V, Nickel und fünf unterschiedlichen amorphen Metalllegierungen untersucht.
Für Ti-6Al-4V als auch Nickel konnten bestehende Prognosemodelle bestätigt werden. Damit können Prozessvoraussetzungen definiert werden, unter welchen aufgetragenes Material ähnliche mechanische Eigenschaften wie entsprechendes Massivmaterial aufweist. Kaltgasspritzen als additives Fertigungsverfahren für Ti-6Al-4V oder auch Nickel, ist den Untersuchungen zufolge eine gute Ergänzung zu bisher etablierten Techniken wenn im Vordergrund steht, viel Material in kurzer Zeit aufzutragen.
Im Gegensatz dazu ist eine Qualitätsprognose für amorphe Metalle deutlich komplexer und gängige Prognosemodelle lassen sich nicht ohne Weiteres anwenden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass auch unter Berücksichtigung des exponentiellen Erweichungsverhaltens kein allgemein für alle amorphen Legierungen gültiges Prognosemodell darzustellen ist. Die Anbindung amorpher Legierungen erfolgt über die Ausbildung von Scherbändern in Folge der Hochgeschwindigkeitsverformung und damit verbundener lokaler Erweichung.
Es konnte dennoch gezeigt werden, dass sich Kaltgasspritzen gut dazu eignet, amorphes Material zu verarbeiten. Mit allen in dieser Arbeit zur Anwendung gekommenen amorphen Legierungen, konnte erfolgreich Material aufgetragen werden. Unter anderem wurde dabei auch aufgezeigt, dass Kaltgasspritzen dafür geeignet ist, kostengünstiges Ausgangspulver zu amorphen Schichten oder Teilen aufzubauen.
Aktualisiert: 2020-01-06
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Die additive Fertigung gewinnt immer mehr an Bedeutung für industrielle Zwecke, da sich mit dem schichtweisen Aufbau neue komplexe und topologisch optimierte Bauteile realisieren lassen. Allerdings weisen Komponenten der pulverbettbasierten Technologien nach der Fertigung eine hohe Ausgangsrauheit auf, welche für einen Einsatz in mechanisch beanspruchten Bereichen minimiert werden muss. Da sich eine Vielzahl kommerzieller Oberflächennachbehandlungen nur eingeschränkt auf komplexen Geometrien anwenden lässt, war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, einen geeigneten Prozess zur Rauheitsreduktion von laserstrahlgeschmolzenen Ti-6Al-4V Komponenten zu finden und im Hinblick auf eine industrielle Anwendung zu bewerten. Weiterhin wurde der Einfluss des Verfahrens auf die Materialeigenschaften und das Verhalten unter zyklischer Belastung untersucht.
Aktualisiert: 2019-11-07
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