Aktualisiert: 2023-06-05
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Die Gewichtsvorteile von Aluminiumbauteilen werden aktuell durch einen ökologisch sowie ökonomisch nachteiligen Schmiermitteleinsatzes beim Tiefziehen gemindert. Im Rahmen der Dissertation werden Werkzeugbeschichtungen auf Basis von amorphem hydrogenierten Kohlenstoff (a-C:H) entwickelt und in Anwendungsversuchen qualifiziert, die einen vollständigen Verzicht auf Schmiermittel beim Tiefziehen von Aluminiumblechen ermöglichen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In diesem Lehr- und Fachbuch finden Sie den aktuellen Stand von Verfahren, Werkzeugen sowie Maschinen und Anlagen der Stanztechnik. Gestaltungsregeln und Kennwerte aus der Praxis geben Hilfestellung bei der Konstruktion von Werkzeugen. Die rechnerische Bestimmung der Einflussgrößen, werkstofftechnische Grundlagen und funktionale Zusammenhänge unterstützen bei der Auswahl von Maschinen. Durch die zahlreichen Berechnungsbeispiele und vollständigen Lösungswege eignet sich dieses Buch sehr gut für das Selbststudium. Völlig neue Kapitel beschreiben eine Erweiterung der Antriebstechnik bei Hochleistungspressen, die Stanzbiege-Technik, die optische Überwachung von Stanzwerkzeugen und -prozessen, das Bürsten sowie das Beschichten von Vorschubwalzen. Es wurde eine Vielzahl weiterer Inhalte, beispielsweise zur Feinstanz- und Schmiertechnik aktualisiert und Bilder aussagekräftiger dargestellt.Zusätzliche Fragen per App: Laden Sie die Springer-Nature-Flashcards-App kostenlos herunter und nutzen Sie exklusives Zusatzmaterial, um Ihr Wissen zu prüfen.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Der Entwicklungsprozess der umformtechnischen Prozesse und Werkzeuge für die Karosseriebauteilherstellung (Methodenplanung) kann durch Steigerung der Abbildungsgenauigkeit der hierfür notwendigen FE-Berechnungen maßgeblich verbessert werden. Dabei wird angestrebt die Entwicklungs-, Fertigungs- und Tryoutzeiten der Werkzeuge zu reduzieren und die Ressourceneffizienz hinsichtlich des Material- und Energiebedarfs während des Tryouts zu erhöhen.
Eine im Rahmen dieser Arbeit vorgestellte Möglichkeit zur Steigerung der Abbildungsgenauigkeit ergibt sich durch die Integration eines empirischen Reibmodells zur präziseren Abbildung tribologischer Effekte aus der Presswerksumgebung in der Methodenplanung.
Zur Zielerreichung erfolgen Prozessanalysen in der Serienproduktion und an Demonstratoren im Labor zur Bestimmung relevanter tribologischer Systeme und zur definierten Analyse von Einfluss- und Störgrößen. Hierbei wird unter anderem der Einfluss der Hubzahl, der Schmierstoffmenge und Schmierstoffverteilung auf das Prozessergebnis im Labor und Presswerk herausgestellt.
Im Anschluss werden die in der Presswerksumgebung relevanten tribologischen Systeme an verschiedenen tribologischen Prüfanlagen charakterisiert. Die Abweichungen der Versuchsergebnisse verschiedener Prüfanlagen wird zum Anlass genommen, einen Ringversuch zwischen zwei Prüfanlagen durchzuführen. Dabei lässt sich nachweisen, dass das Ergebnis des Prüfstands von der Kontaktlänge als Fehlerquelle und der Kontaktflächengröße als Einflussparameter bestimmt wird.
Zum Schluss erfolgen die Ableitung einer geeigneten empirischen Modellfunktion, die Entwicklung einer Vorgehensweise zur Integration in die FE-Berechnung, die Bestimmung der Modellparameter und eine Validierung anhand von Bauteilversuchen.
Aktualisiert: 2023-05-04
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Im Rahmen der Ressourcenschonung und der Einsparung von CO2 Emissionen nimmt der Leichtbau im Mobilitätssektor eine tragende Rolle ein. Um dem zu begegnen, werden Strategien wie der Stoff- oder Formleichtbau eingesetzt. Zur versagensfreien Produktion von Karosseriebauteilen beim Tiefziehen werden zur Materialflusssteuerung unter anderem Ziehsicken, wulstartige Vertiefungen im Flanschbereich, eingesetzt. Dabei mangelt es an einer ganzheitlichen Beurteilung der Auswirkung einer Ziehsicke auf das mechanische und tribologische System. Das übergreifende Ziel der Arbeit war deshalb die Erarbeitung eines ganzheitlichen Prozessverständnisses und die Beurteilung und Erhöhung der Prognosegüte bei Tiefziehprozessen mit Ziehsickendurchlauf durch systematisch abgeleitete Maßnahmen anhand dreier Werkstoffklassen. Dies fand zweistufig anhand des Modellversuchs Streifenzug mit Ziehsicke und einem Tiefziehversuch mit Ziehsicken statt. Schwerpunkte bildeten die Qualifizierung geeigneter Messmethoden, wie der optischen in-situ Dehnungsmessung um die Prozessanalyse mehrschichtig durchzuführen und Zusammenhänge abzuleiten. Weiterhin wurden die simulative Vorhersage anhand experimenteller Messungen bewertet und durch die Übertragung der Erkenntnisse punktuell dir Prognosegüte verbessert. Im Rahmen einer Validierung an Tiefziehbauteilen konnten die Erkenntnisse übertragen werden und zusätzlich für lineare und konvexe Ziehsickenverläufe differenziert werden. Den Abschluss bilden eine Zusammenfassung und ein Ausblick auf weitere relevante Themen.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Pressmaschinen mit Servo-Antrieben bieten neuartige Möglichkeiten zum Tiefziehen von Feinblechen. So können beispielsweise die Werkzeugbewegungen und Kraftver-hältnisse während der Formgebung gezielt eingestellt werden, um Bauteileigenschaf-ten zu beeinflussen und Prozessgrenzen zu erweitern.
Variable Kraft- und Wegfunktionen werden für das bidirektionale Tiefziehen (BDD) und das schwingungsüberlagerte Tiefziehen (KSP) ganzheitlich analysiert und syn-thetisiert. Dabei werden die Teilsysteme Werkstück, Werkzeug und Maschine in einer erweiterten Umformsimulation betrachtet.
Durch eine varianzbasierte Sensitivitätsanalyse kann die Prozessauslegung syste-matisch unterstützt werden. Die berechneten Feldmetamodelle beschreiben eindeu-tig die Zusammenhänge zwischen den Eingangs- und den Ergebnisgrößen. Darauf aufbauend liefert ein evolutionärer Algorithmus optimale Prozessparameter für das schwingungsüberlagerte Tiefziehen.
Aktualisiert: 2022-10-06
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Die wirkenden Kräfte und ihre Verteilung in der Werkstückebene stellen in der Blechumformung wesentliche Prozessbeeinflussende Größen dar. Der hohe Aufwand zur Realisierung einer optimalen Verteilung im Rahmen des notwendigen manuellen Eintuschiervorgang zeugt von der Bedeutung dieser Größen. Die Beurteilung der Bauteilqualität erfolgt in der Regel am fertigen Bauteil, entsprechende Korrekturen werden somit insbesondere im Serienprozess erst nach dem Durchlauf vieler weiterer Bauteile vorgenommen. Die Möglichkeit einer serienprozessfähigen in-process-Erfassung der Verteilung ist bislang nicht bekannt. Im Rahmen der Arbeit wird anhand einer konkreten Werkzeuggeometrie die Frage erörtert, inwieweit die Kraftverteilung zwischen Werkzeugaufnahme und Werkzeug sowie ihr zeitlicher Verlauf geeignete Messgrößen für die Bauteilqualität sein können. Des Weiteren werden fundamentale Wirkzusammenhänge zwischen Werkzeuggeometrie und Verteilung der Kraft identifiziert und damit die Übertragbarkeit auf andere Werkzeuggeometrien
gewährleistet. Im Hinblick auf die mögliche Anwendung dieser Zusammenhänge für einen autonomen Fertigungsprozess wird darüber hinaus auch die Regelbarkeit mittels geeigneter Stellmechanismen untersucht und diskutiert. Zur Beantwortung der Fragen wird ein neuartiges Messsystem genutzt, welches für verschiedene Werkzeuge angewendet werden kann. Simulationen unterstützen hierbei vor allem bei der Ermittlung der notwendigen Anforderungen für die Systementwicklung. Anhand von experimentellen Untersuchungen werden verschiedene Methoden entwickelt, die wirkenden Kräfte zwischen Oberwerkzeug und Stößel sowie ihre Verteilung in einen Zusammenhang.
Aktualisiert: 2022-10-06
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Neben der grundsätzlichen Vermeidung von Abfällen steht die Substitution von Werkstoffen, die aus fossilen und begrenzten Rohstoffen hergestellt werden, durch nachhaltige und biologisch zersetzbare Werkstoffe im Fokus der Gesellschaft. Natürliche Faserwerkstoffe wie Papier stellen in diesem Zusammenhang flexibel und vielseitig einsetzbare Alternativen dar. Die Verarbeitung dieser Werkstoffe zu dreidimensionalen Produkten wird durch das richtungsabhängige Materialverhalten und die eingeschränkte Umformbarkeit begrenzt.
Methoden des Standes der Technik zur Erweiterung dieser Grenzen wie die Befeuchtung des Umformmaterials oder der Erwärmung der Umformwerkzeuge führen bei Kombination zu einem Zielkonflikt. Der Einsatz von Wasserdampf bei der Umformung von naturbasierten Faserwerkstoffen kann dazu beitragen, diesen Zielkonflikt zu lösen und bestehende Grenzen der Umformung zu überwinden. Darüber hinaus kann neben der Erhöhung der Dehnungsgrenzen auch die Faltenverpressung verbessert und Auswirkungen der Anisotropie entgegengewirkt werden.
Basierend auf Materialuntersuchungen unter Einfluss von Feuchtigkeit, erwärmten Werkzeugen, dem Umgebungsklima und der Materialkompression wird in der vorliegenden Arbeit die Wirkungsweise dieser Einflussgrößen ermittelt. Zusätzlich kann damit ein Beitrag zur Klärung der wirkenden Umformmechanismen geleistet werden. Mit Hilfe eines entwickelten Werkzeuges mit der Möglichkeit zur Einbringung von Wasserdampf in das Umformmaterial werden die Erkenntnisse aus der Materialuntersuchung auf einen Umformprozess übertragen. Anhand von Umformversuchen kann sowohl die Funktion sowie die positive Wirkung des Prozesses bewiesen, als auch grundlegende Wirkungsweisen und Parameter für eine Übertragung auf die industrielle Produktion ermittelt werden.
Aktualisiert: 2021-04-12
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Die europaweiten Bestrebungen zur Senkung von Treibhausgasemissionen werden zu einem erhöhten Bedarf an Verbundbauteilen im Bereich der Mobilität und Energiedistribution führen. Das Tiefzieh-Verbundfließpressen hat das Potential, die Nachfrage nach der Herstellung dieser Verbundbauteile in Massen zu bedienen.
Das Verfahren Tiefzieh-Verbundfließpressen ermöglicht die Herstellung von Verbundwellen aus einem Kern- und einem Blechhalbzeug an der Oberfläche durch eine Kombination aus Tiefziehen und Fließpressen. Der Fokus der vorliegenden Dissertation liegt auf der Herstellung von hybriden stahlummantelten Aluminiumwellen.
Aktualisiert: 2021-04-22
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Der stete Leichtbaudruck in der Automobilindustrie hat inzwischen den Antriebstrang und damit auch Zahnräder erfasst. Diese stark heterogen belasteten Bauteile sind bisher keinen Leichtbaumaßnahmen unterzogen worden, welche neben dem Design auch die Fertigung berücksichtigen. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgten Untersuchungen an mehrteiligen Zahnrädern, die aus einem Zahnkranz und einem Radkörper bestehen. Der Schwerpunkt der Arbeit lag auf dem Design und der Fertigung der Radkörper in Blechbauweise. Als Fertigungsverfahren kamen Tiefziehen und Feinschneiden zum Einsatz. Die Tragfähigkeit der gefertigten Zahnräder wurde in einem eigens erstellten Prüfstand nachgewiesen.
Aktualisiert: 2022-08-30
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In diesem Lehr- und Fachbuch finden Sie den aktuellen Stand von Verfahren, Werkzeugen sowie Maschinen und Anlagen der Stanztechnik. Gestaltungsregeln und Kennwerte aus der Praxis geben Hilfestellung bei der Konstruktion von Werkzeugen. Die rechnerische Bestimmung der Einflussgrößen, werkstofftechnische Grundlagen und funktionale Zusammenhänge unterstützen bei der Auswahl von Maschinen. Durch die zahlreichen Berechnungsbeispiele und vollständigen Lösungswege eignet sich dieses Buch sehr gut für das Selbststudium. Völlig neue Kapitel beschreiben eine Erweiterung der Antriebstechnik bei Hochleistungspressen, die Stanzbiege-Technik, die optische Überwachung von Stanzwerkzeugen und -prozessen, das Bürsten sowie das Beschichten von Vorschubwalzen. Es wurde eine Vielzahl weiterer Inhalte, beispielsweise zur Feinstanz- und Schmiertechnik aktualisiert und Bilder aussagekräftiger dargestellt.Zusätzliche Fragen per App: Laden Sie die Springer-Nature-Flashcards-App kostenlos herunter und nutzen Sie exklusives Zusatzmaterial, um Ihr Wissen zu prüfen.
Aktualisiert: 2023-04-02
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In diesem Lehr- und Fachbuch finden Sie den aktuellen Stand von Verfahren, Werkzeugen sowie Maschinen und Anlagen der Stanztechnik. Gestaltungsregeln und Kennwerte aus der Praxis geben Hilfestellung bei der Konstruktion von Werkzeugen. Die rechnerische Bestimmung der Einflussgrößen, werkstofftechnische Grundlagen und funktionale Zusammenhänge unterstützen bei der Auswahl von Maschinen. Durch die zahlreichen Berechnungsbeispiele und vollständigen Lösungswege eignet sich dieses Buch sehr gut für das Selbststudium. Völlig neue Kapitel beschreiben eine Erweiterung der Antriebstechnik bei Hochleistungspressen, die Stanzbiege-Technik, die optische Überwachung von Stanzwerkzeugen und -prozessen, das Bürsten sowie das Beschichten von Vorschubwalzen. Es wurde eine Vielzahl weiterer Inhalte, beispielsweise zur Feinstanz- und Schmiertechnik aktualisiert und Bilder aussagekräftiger dargestellt.Zusätzliche Fragen per App: Laden Sie die Springer-Nature-Flashcards-App kostenlos herunter und nutzen Sie exklusives Zusatzmaterial, um Ihr Wissen zu prüfen.
Aktualisiert: 2023-04-13
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Die Prozesskette einer Mehrkomponentenfertigung bildet nicht nur in der Gesamtheit, sondern insbesondere auch in ihren einzelnen Prozessschritten eine Verkettung vieler komplexer, voneinander abhängiger Operationen. Daran angelehnt wird in der vorliegenden Dissertation die Entwicklung und Untersuchung einer Tiefzieh-Schweiß-Verbindung von der Materialcharakterisierung über die notwendige Werkzeugentwicklung bis hin zur prozessrelevanten Belastungsprüfung aufgezeigt. Der Stand der Wissenschaft wird hinsichtlich der einzelnen Teilschritte um jeweils relevante Aspekte erweitert. Darauf beziehend wurden beispielsweise bestehende Prüfmethoden um prozessrelevante thermisch-mechanisch-korrosive Belastungsuntersuchungen von Buckelschweißpunkten weiterentwickelt, die in entsprechend belasteten Tiefzieh-komponenten gefügt wurden. Zusätzlich wurden diese Untersuchungen an Clinchpunkten durchgeführt, da diese ebenfalls für hochbelastete Tiefziehkomponenten etabliert sind und so eine Vergleichbarkeit bezüglich der Anwendbarkeit gegeben wird.
Aktualisiert: 2020-07-08
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Die Prozesskette einer Mehrkomponentenfertigung bildet nicht nur in der Gesamtheit, sondern insbesondere auch in ihren einzelnen Prozessschritten eine Verkettung vieler komplexer, voneinander abhängiger Operationen. Daran angelehnt wird in der vorliegenden Dissertation die Entwicklung und Untersuchung einer Tiefzieh-Schweiß-Verbindung von der Materialcharakterisierung über die notwendige Werkzeugentwicklung bis hin zur prozessrelevanten Belastungsprüfung aufgezeigt. Der Stand der Wissenschaft wird hinsichtlich der einzelnen Teilschritte um jeweils relevante Aspekte erweitert. Darauf beziehend wurden beispielsweise bestehende Prüfmethoden um prozessrelevante thermisch-mechanisch-korrosive Belastungsuntersuchungen von Buckelschweißpunkten weiterentwickelt, die in entsprechend belasteten Tiefzieh-komponenten gefügt wurden. Zusätzlich wurden diese Untersuchungen an Clinchpunkten durchgeführt, da diese ebenfalls für hochbelastete Tiefziehkomponenten etabliert sind und so eine Vergleichbarkeit bezüglich der Anwendbarkeit gegeben wird.
Aktualisiert: 2020-02-04
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Alles zum Thermoformen
Das Thermoformen gilt in der Kunststoffverarbeitung als der Bereich mit dem größten Wachstum, das gilt sowohl für technische Formteile als auch für Verpackungen. In der Verpackungstechnik ist das Thermoformen meist konkurrenzlos.
Konkurrenzlos: bereits in dritter Auflage
Der Erfolg der ersten und zweiten Auflage sowie die umfangreichen technologischen Veränderungen in der Thermoformung und neue Anwendungen führten nun auch zu einer in wesentlichen Teilen überarbeiteten und erweiterten dritten Auflage. Völlig neu sind die Kapitel: „Thermoformwerkzeuge“, „Dekoration im Thermoformen“ und „Energieverbrauch des Thermoformens“.
Neben den Thermoplasten werden alle Verfahrensschritte beim Thermoformen, die wesentlichen Maschinentypen und Grundlagen für den Bau von Formen und Werkzeugen umfassend geschildert und mit Praxisbeispielen erläutert.
Ein Praxisbuch für Einsteiger und Profis
Das vorliegende Buch basiert auf einem didaktisch bewährten Lehrgangsprogramm. Entstanden ist so eine zusammenfassende Darstellung der Thermoformgrundlagen und -verfahren, die Studierenden wie auch bereits in der Praxis stehenden Ingenieuren und Technikern eine Einführung in das Fachgebiet gibt und das Grundwissen zur vertieften Behandlung von Einzelfragen vermittelt.
EXTRA: E-Book inside
Aktualisiert: 2022-10-11
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