Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton

Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton von Kämper,  Christoph
In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur Optimierung der Kernstruktur von Flächentragwerken entwickelt. Der Fokus liegt in einer optimierten Gestaltung des Querschnitts. Die entwickelten Methoden liefern Ansätze für den Entwurf von Platten oder Schalen mit maximaler Steifigkeit bei minimalem Gewicht. Beide Methoden basieren auf Erweiterungen der klassischen Ansätze der topologischen Optimierung. Als Ergebnis stellt sich jeweils eine am inneren Kraftfluss orientierte Verteilung von Verstärkungsrippen ein. Einerseits ergibt sich eine Verteilung mit freien geometrischen Formen und freier lokaler Zusammensetzung des Querschnitts. Andererseits wird die Geometrie eines Querschnitts vorgegeben, der in Abhängigkeit der Dichte variiert. Erstere Methode ermittelt an einer optimierten Materialverteilung die relativen Anteile der Basissteifigkeiten an der Gesamtsteifigkeit in Form der Biege-, Membran- und Schubsteifigkeit in Abhängigkeit der Dichte. Aus den Verteilungen der Basissteifigkeiten lässt sich die Struktur sowohl hinsichtlich ihrer dominanten Beanspruchung gesamtheitlich bewerten als auch ein örtlicher optimierter Querschnittsaufbau ableiten. Mit der letzteren Methode wird eine optimierte, steifigkeitsorientierte Verteilung eines vordefinierten, in der Dichte variierenden Querschnitts aufgezeigt. Dazu wird auf Mikrostrukturebene eine spezifische Dichte-Steifigkeits-Beziehung definiert. Mit der Übertragung der Eigenschaften auf Finite-Elemente-Ebene wird eine Verteilung von Hohlkörpern abgeleitet. Die sich örtlich ergebende Hohlkörpergröße definiert dann die Rippendicke und das Raster der Verstärkungsrippen. Am Beispiel einer uniaxial gekrümmten, großformatigen Schale aus Hochleistungsbeton werden die beiden entwickelten Methoden zur Optimierung der Kernstruktur genutzt.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton

Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton von Kämper,  Christoph
In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur Optimierung der Kernstruktur von Flächentragwerken entwickelt. Der Fokus liegt in einer optimierten Gestaltung des Querschnitts. Die entwickelten Methoden liefern Ansätze für den Entwurf von Platten oder Schalen mit maximaler Steifigkeit bei minimalem Gewicht. Beide Methoden basieren auf Erweiterungen der klassischen Ansätze der topologischen Optimierung. Als Ergebnis stellt sich jeweils eine am inneren Kraftfluss orientierte Verteilung von Verstärkungsrippen ein. Einerseits ergibt sich eine Verteilung mit freien geometrischen Formen und freier lokaler Zusammensetzung des Querschnitts. Andererseits wird die Geometrie eines Querschnitts vorgegeben, der in Abhängigkeit der Dichte variiert. Erstere Methode ermittelt an einer optimierten Materialverteilung die relativen Anteile der Basissteifigkeiten an der Gesamtsteifigkeit in Form der Biege-, Membran- und Schubsteifigkeit in Abhängigkeit der Dichte. Aus den Verteilungen der Basissteifigkeiten lässt sich die Struktur sowohl hinsichtlich ihrer dominanten Beanspruchung gesamtheitlich bewerten als auch ein örtlicher optimierter Querschnittsaufbau ableiten. Mit der letzteren Methode wird eine optimierte, steifigkeitsorientierte Verteilung eines vordefinierten, in der Dichte variierenden Querschnitts aufgezeigt. Dazu wird auf Mikrostrukturebene eine spezifische Dichte-Steifigkeits-Beziehung definiert. Mit der Übertragung der Eigenschaften auf Finite-Elemente-Ebene wird eine Verteilung von Hohlkörpern abgeleitet. Die sich örtlich ergebende Hohlkörpergröße definiert dann die Rippendicke und das Raster der Verstärkungsrippen. Am Beispiel einer uniaxial gekrümmten, großformatigen Schale aus Hochleistungsbeton werden die beiden entwickelten Methoden zur Optimierung der Kernstruktur genutzt.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton

Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton von Kämper,  Christoph
In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur Optimierung der Kernstruktur von Flächentragwerken entwickelt. Der Fokus liegt in einer optimierten Gestaltung des Querschnitts. Die entwickelten Methoden liefern Ansätze für den Entwurf von Platten oder Schalen mit maximaler Steifigkeit bei minimalem Gewicht. Beide Methoden basieren auf Erweiterungen der klassischen Ansätze der topologischen Optimierung. Als Ergebnis stellt sich jeweils eine am inneren Kraftfluss orientierte Verteilung von Verstärkungsrippen ein. Einerseits ergibt sich eine Verteilung mit freien geometrischen Formen und freier lokaler Zusammensetzung des Querschnitts. Andererseits wird die Geometrie eines Querschnitts vorgegeben, der in Abhängigkeit der Dichte variiert. Erstere Methode ermittelt an einer optimierten Materialverteilung die relativen Anteile der Basissteifigkeiten an der Gesamtsteifigkeit in Form der Biege-, Membran- und Schubsteifigkeit in Abhängigkeit der Dichte. Aus den Verteilungen der Basissteifigkeiten lässt sich die Struktur sowohl hinsichtlich ihrer dominanten Beanspruchung gesamtheitlich bewerten als auch ein örtlicher optimierter Querschnittsaufbau ableiten. Mit der letzteren Methode wird eine optimierte, steifigkeitsorientierte Verteilung eines vordefinierten, in der Dichte variierenden Querschnitts aufgezeigt. Dazu wird auf Mikrostrukturebene eine spezifische Dichte-Steifigkeits-Beziehung definiert. Mit der Übertragung der Eigenschaften auf Finite-Elemente-Ebene wird eine Verteilung von Hohlkörpern abgeleitet. Die sich örtlich ergebende Hohlkörpergröße definiert dann die Rippendicke und das Raster der Verstärkungsrippen. Am Beispiel einer uniaxial gekrümmten, großformatigen Schale aus Hochleistungsbeton werden die beiden entwickelten Methoden zur Optimierung der Kernstruktur genutzt.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Prozessgerechte Topologieoptimierung für die Additive Fertigung

Prozessgerechte Topologieoptimierung für die Additive Fertigung von Lange,  Fritz
Topologieoptimierungen ermöglichen die funktionsgerechte Gestaltung von Hochleistungskomponenten, resultieren jedoch zumeist in komplexen Bauteilgeometrien. Die Additive Fertigung ist aufgrund der möglichen großen Gestaltungsfreiheit besonders für die Herstellung solcher Komponenten geeignet. Es gilt jedoch die prozessseitigen Restriktionen der Additiven Fertigung zu berücksichtigen, um die Herstellbarkeit der Bauteile sicherzustellen. Eine direkte Integration der Restriktionen in die Topologieoptimierungen erhöht dabei die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion. In der Arbeit wurden neue Methoden zur Stoffschlüssigkeit, der Vermeidung von geschlossenen Kavitäten sowie die Vermeidung von nicht selbststützenden Kanälen erforscht.
Aktualisiert: 2023-06-13
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Prozessgerechte Topologieoptimierung für die Additive Fertigung

Prozessgerechte Topologieoptimierung für die Additive Fertigung von Lange,  Fritz
Topologieoptimierungen ermöglichen die funktionsgerechte Gestaltung von Hochleistungskomponenten, resultieren jedoch zumeist in komplexen Bauteilgeometrien. Die Additive Fertigung ist aufgrund der möglichen großen Gestaltungsfreiheit besonders für die Herstellung solcher Komponenten geeignet. Es gilt jedoch die prozessseitigen Restriktionen der Additiven Fertigung zu berücksichtigen, um die Herstellbarkeit der Bauteile sicherzustellen. Eine direkte Integration der Restriktionen in die Topologieoptimierungen erhöht dabei die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion. In der Arbeit wurden neue Methoden zur Stoffschlüssigkeit, der Vermeidung von geschlossenen Kavitäten sowie die Vermeidung von nicht selbststützenden Kanälen erforscht.
Aktualisiert: 2023-06-12
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Eulersche Formoptimierung und automatisierte Überführung topologieoptimierter Strukturbauteile inmodifizierbare Konstruktionsmodelle

Eulersche Formoptimierung und automatisierte Überführung topologieoptimierter Strukturbauteile inmodifizierbare Konstruktionsmodelle von Bartz,  Ronald
Topologieoptimierungsverfahren schaffen die Möglichkeit unter Beachtung vielfältiger technischer Anforderungen eine gewichtsoptimierte Bauteilgestalt automatisiert zu generieren. Die Optimierungsergebnisse liegen jedoch meist in Form eines digitalen Modells vor, das nicht direkt innerhalb der rechnerbasierten Konstruktion (CAD) weiterverarbeitet werden kann. Dadurch ist eine manuelle und zeitintensive Nachkonstruktion nötig, bei der das Leichtbaupotential unter Umständen nicht voll ausgeschöpft wird. In dieser Arbeit wird eine automatisierte Überführung topologie-optimierter Strukturbauteile in einschränkungsfrei modifizierbare, häufig auch als "lebendig" ,bezeichnete CAD-Modelle vorgestellt. In einem zweistufigen Prozess wird zunächst die Topologieoptimierung durch eine Formoptimierung erweitert, um glatte geometrische Bauteilvorlagen für CAD-Modelle zu erhalten. Anschließend werden diese automatisiert durch Freiformflächen nachgebildet und somit die hierfür bislang not-wendige Zeit deutlich reduziert.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Form- und Topologieoptimierung mittels Evolutionärer Algorithmen und heuristischer Strategien

Form- und Topologieoptimierung mittels Evolutionärer Algorithmen und heuristischer Strategien von Fiebig,  Sierk
Hohe Anforderungen und Erwartungen an die Automobilindustrie und ihre zukünftigen Produkte, insbesondere durch steigende Gesetzesvorgaben für CO_2-Emissionen, erfordern gerade in der Fahrzeugentwicklung verstärkte Leichtbauanstrengungen. Gleichzeitig sind auf Grund der intensiven Wettbewerbssituation die Kosten weiter zu senken und vielfältige technische Anforderungen einzuhalten. Für diesen Zielkonflikt sind neue Lösungswege notwendig. Hier setzen die Form- und Topologieoptimierung als rechnergestützte Verfahren an. Die bisherigen Ansätze werden in dieser Arbeit so weiterentwickelt, dass neben Steifigkeitsvorgaben auch maximale mechanische Spannungswerte für Betriebslastfälle oder nichtlineares Bauteilverhalten für Missbrauchslastfälle berücksichtigt werden. Mittels Evolutionärer Algorithmen und ableitungsfreien Heuristiken ist es möglich, bei industriellen Anwendungen weitere 20 % Bauteilgewicht und Materialkosten einzusparen. Zusätzlich kann die Entwicklungszeit stark verkürzt werden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Fertigungsgerechte Bauteilgestaltung in der Topologieoptimierung auf Grundlage einer integrierten Gießsimulation

Fertigungsgerechte Bauteilgestaltung in der Topologieoptimierung auf Grundlage einer integrierten Gießsimulation von Franke,  Thilo
In der Konzeptphase stellt die Topologieoptimierung ein verbreitetes, automatisiertes Entwicklungswerkzeug dar, um in wenigen Schritten aus den Bauteilanforderungen einen ersten Entwurf mit vielen geometrischen Freiheitsgraden zu generieren und Gewicht zu reduzieren. Insbesondere die Automobilindustrie unternimmt aufgrund gesetzlicher Vorgaben und Umweltzielen große Leichtbauanstrengungen. Neben automatisierten Entwicklungswerkzeugen ist ein weiteres Mittel die Verwendung von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Topologieoptimierung mit integrierter Gießsimulation zur optimalen Auslegung von gegossenen Aluminiumkomponenten. Mit Hilfe der neu entwickelten Optimierungsmethodik ist die Einhaltung vieler relevanter Anforderungen an Gussbauteile bezüglich des mechanischen sowie des Herstellverhaltens möglich und Gewicht und Entwicklungszeit können eingespart werden. Durch die direkte Umsetzbarkeit der Optimierungsergebnisse wird ein durchgängiger Entwicklungsprozess möglich.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton

Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton von Kämper,  Christoph
In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur Optimierung der Kernstruktur von Flächentragwerken entwickelt. Der Fokus liegt in einer optimierten Gestaltung des Querschnitts. Die entwickelten Methoden liefern Ansätze für den Entwurf von Platten oder Schalen mit maximaler Steifigkeit bei minimalem Gewicht. Beide Methoden basieren auf Erweiterungen der klassischen Ansätze der topologischen Optimierung. Als Ergebnis stellt sich jeweils eine am inneren Kraftfluss orientierte Verteilung von Verstärkungsrippen ein. Einerseits ergibt sich eine Verteilung mit freien geometrischen Formen und freier lokaler Zusammensetzung des Querschnitts. Andererseits wird die Geometrie eines Querschnitts vorgegeben, der in Abhängigkeit der Dichte variiert. Erstere Methode ermittelt an einer optimierten Materialverteilung die relativen Anteile der Basissteifigkeiten an der Gesamtsteifigkeit in Form der Biege-, Membran- und Schubsteifigkeit in Abhängigkeit der Dichte. Aus den Verteilungen der Basissteifigkeiten lässt sich die Struktur sowohl hinsichtlich ihrer dominanten Beanspruchung gesamtheitlich bewerten als auch ein örtlicher optimierter Querschnittsaufbau ableiten. Mit der letzteren Methode wird eine optimierte, steifigkeitsorientierte Verteilung eines vordefinierten, in der Dichte variierenden Querschnitts aufgezeigt. Dazu wird auf Mikrostrukturebene eine spezifische Dichte-Steifigkeits-Beziehung definiert. Mit der Übertragung der Eigenschaften auf Finite-Elemente-Ebene wird eine Verteilung von Hohlkörpern abgeleitet. Die sich örtlich ergebende Hohlkörpergröße definiert dann die Rippendicke und das Raster der Verstärkungsrippen. Am Beispiel einer uniaxial gekrümmten, großformatigen Schale aus Hochleistungsbeton werden die beiden entwickelten Methoden zur Optimierung der Kernstruktur genutzt.
Aktualisiert: 2023-02-03
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Eulersche Formoptimierung und automatisierte Überführung topologieoptimierter Strukturbauteile inmodifizierbare Konstruktionsmodelle

Eulersche Formoptimierung und automatisierte Überführung topologieoptimierter Strukturbauteile inmodifizierbare Konstruktionsmodelle von Bartz,  Ronald
Topologieoptimierungsverfahren schaffen die Möglichkeit unter Beachtung vielfältiger technischer Anforderungen eine gewichtsoptimierte Bauteilgestalt automatisiert zu generieren. Die Optimierungsergebnisse liegen jedoch meist in Form eines digitalen Modells vor, das nicht direkt innerhalb der rechnerbasierten Konstruktion (CAD) weiterverarbeitet werden kann. Dadurch ist eine manuelle und zeitintensive Nachkonstruktion nötig, bei der das Leichtbaupotential unter Umständen nicht voll ausgeschöpft wird. In dieser Arbeit wird eine automatisierte Überführung topologie-optimierter Strukturbauteile in einschränkungsfrei modifizierbare, häufig auch als "lebendig" ,bezeichnete CAD-Modelle vorgestellt. In einem zweistufigen Prozess wird zunächst die Topologieoptimierung durch eine Formoptimierung erweitert, um glatte geometrische Bauteilvorlagen für CAD-Modelle zu erhalten. Anschließend werden diese automatisiert durch Freiformflächen nachgebildet und somit die hierfür bislang not-wendige Zeit deutlich reduziert.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Integrierter Ansatz zur Topologie- und Formoptimierung von Permanentmagnetsynchronmaschinen

Integrierter Ansatz zur Topologie- und Formoptimierung von Permanentmagnetsynchronmaschinen von Heitmann,  Luise
Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die Berechnung hochausgenutzter Rotorgeometrien mittels topologischer Optimierung sowie die automatisierte Rückführung der resultierenden Designs in fertigungsgerechte parametrisierte Geometriemodelle. Das Verfahren der Topologieoptimierung wird genutzt, um optimale Materialverteilungen von Magnet, Eisen und Luft bezüglich mathematisch definierter Optimierungsziele im Bauraum des Rotors iterativ und gradientenbasiert zu berechnen. Das Optimierungsproblem umfasst strukturmechanische sowie elektromagnetische Kriterien der permanenterregten Synchronmaschine. Die Topologieoptimierung ist das Strukturoptimierungsverfahren mit den größten Freiheitsgraden und ersetzt damit insbesondere Prozesse des Konzeptentwurfes, die bislang häufig erfahrungsbasiert oder auf Basis bestehender Konzepte durchgeführt werden. Um die berechneten Geometrien daraufhin für weitere Analysen und Planungen verwenden zu können, und damit eine lückenlose Integration in den Entwicklungsprozess zu gewährleisten, ist eine Rückführung der Ergebnisse in eine parametrisierte computergestützte Konstruktion notwendig. Die topologisch optimierten Designs können aufgrund der kontinuierlichen Beschaffenheit der Materialverteilungen das Design nur näherungsweise beschreiben. Die Umwandlung in ein diskretes Geometriemodell lässt daher nicht nur Interpretationsspielraum offen, sondern führt auch zu Abweichungen der berechneten Maschineneigenschaften von den Zielwerten. Zudem sind die entstehenden Strukturen oftmals komplex, unregelmäßig und erfüllen nur grundlegende Fertigungsrandbedingungen. In dieser Arbeit wird ein durchgängiger Umwandlungs-, Bewertungs- und Optimierungsprozess entwickelt, welcher die topologisch optimierten Designs in ein fertigungsund anforderungsgerechtes parametrisches Geometriemodell überführt. Die Maschineneigenschaften werden im Verlauf der Geometrierückführung fortlaufend überwacht, sodass der Einfluss einzelner Bearbeitungsschritte nachvollziehbar ist und kurze Verbesserungsschleifen resultieren. Die Verwendung flexibler splinebasierter Kurven zur geometrischen Darstellung erlaubt eine einheitliche Beschreibung der Eisen- bzw. Luftkonturen, welche durch Freiformen dargestellt werden, sowie der Magneten, welche durch geometrische Grundformen, wie Rechteck- oder Segmentmagneten approximiert werden. Bei der Parametrisierung der Eisenkonturen werden weitere Fertigungsrestriktionen, wie Mindestradien und Mindeststegbreiten, berücksichtigt. Durch Methoden der Formoptimierung wird eine Feinanpassung des parametrisierten Geometriemodells vorgenommen. Schlussendlich kann eine fundierte Auswahl des geeigneten Designs unter Abwägung des Fertigungsaufwands erfolgen. Mithilfe des Optimierungswerkzeugs wird ein Rotordesign berechnet, welches die in dieser Arbeit gestellten Anforderungen an Fertigbarkeit und Funktionalität erfüllt und gleichzeitig eine um 20% reduzierte Magnetmasse aufweist.
Aktualisiert: 2022-06-02
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Graphen- und Heuristikbasierte Topologieoptimierung axial belasteter Crashstrukturen

Graphen- und Heuristikbasierte Topologieoptimierung axial belasteter Crashstrukturen von Sperber,  Johannes
Stranggepresste Profilstrukturen finden eine weite Verbreitung als Crashstrukturen in Kraftfahrzeugen. Zur effizienten Auslegung dieser Strukturen hinsichtlich ihres Crashverhaltens können Topologieoptimierungsmethoden eine Schlüsselrolle spielen. Etablierte Methoden zur Topologieoptimierung sind aufgrund der in der Crashsimulation auftretenden Nichtlinearitäten in der Regel ungeeignet. Aus diesem Grund wurde die Graphen- und Heuristikbasierte Topologieoptimierung (GHT) entwickelt. Die GHT nutzt mathematische Graphen zur Beschreibung der Querschnittsgeometrie und konkurrierende Heuristiken zur Topologiemodifikation. Die aus Expertenwissen abgeleiteten Heuristiken wurden dabei mit dem Fokus auf lateral belastete Crashstrukturen entwickelt. Bei axial belasteten Crashstrukturen kann die Crashenergie effizient mittels Faltenbeulen absorbiert werden. Im Gegensatz zu lateral belasteten Crashstrukturen müssen hierbei jedoch andere Anforderungen berücksichtigt werden, um eine hohe Energieabsorption bei gleichzeitiger robuster Initiierung und Aufrechterhaltung des Faltenbeulens zu erreichen. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Arbeit neue Heuristiken für die GHT entwickelt, welche die genannten Anforderungen adressieren. Zudem wird die automatisierte Generierung von FE-Modellen in der Methode erweitert, um geometrische Details sowie Triggermechanismen berücksichtigen zu können. Die Eignung der Methode wird in verschiedenen Anwendungsbeispielen aufgezeigt. Aufgrund der implementierten Überprüfung von Fertigungsrestriktionen, der Berücksichtigung von geometrischen Details in der Modellerzeugung sowie der Effizienz hinsichtlich der benötigten Funktionsaufrufe ist die Methode zur Topologieoptimierung von Crashstrukturen in einem industriellen Entwicklungsumfeld geeignet.
Aktualisiert: 2022-07-04
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Mechanische und Strömungsmechanische Topologieoptimierung mit der Phasenfeldmethode

Mechanische und Strömungsmechanische Topologieoptimierung mit der Phasenfeldmethode von Selzer,  Michael
In der Ingenieursarbeit ist die Optimierung der Mikrostruktur eines Werkstoffs, von mechanisch belastete Bauteile und durch- und umströmte Bauteile wichtig. Das Verständnis des Verhaltens von Strömungen in geologischen Strukturen dient der optimale Auslegung von geothermischen Kraftwerken. In dieser Arbeit werden Methoden aus Kontinuumsmechanik, Strömungsmechanik und der Phasenfeldmethode für die Optimierung solcher Prozesse vorgestellt und Beispiele für Optimierungen gezeigt. In engineering work, the optimization of the microstructure of a material, of mechanically loaded components and of components influencing the flow behaviour is important. Understanding the behavior of flows in geological structures can be used to optimize the design of geothermal power plants. In this thesis, methods from continuum mechanics, fluid mechanics and the phase field method are presented for the optimization of such processes and examples of optimizations are shown.
Aktualisiert: 2022-02-17
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Entwicklung und Konstruktion für die Additive Fertigung

Entwicklung und Konstruktion für die Additive Fertigung von Fontana,  Filippo Federico, Jansen,  Jasmin, Klahn,  Christoph, Leutenecker-Twelsiek,  Bastian, Meboldt,  Mirko, Omidvarkarjan,  Daniel
Dieses Grundlagenwerk für die industrielle Entwicklung und Konstruktion von additiv gefertigten Serien- und Endkundenteilen stellt praxisgerecht neue Methoden, Wissen und Vorgehensweisen bereit, die eine erfolgreiche Implementierung additiver Verfahren in Unternehmen unterstützen.
Aktualisiert: 2021-08-26
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Entwicklung und Konstruktion für die Additive Fertigung

Entwicklung und Konstruktion für die Additive Fertigung von Fontana,  Filippo Federico, Jansen,  Jasmin, Klahn,  Christoph, Leutenecker-Twelsiek,  Bastian, Meboldt,  Mirko, Omidvarkarjan,  Daniel
Dieses Grundlagenwerk für die industrielle Entwicklung und Konstruktion von additiv gefertigten Serien- und Endkundenteilen stellt praxisgerecht neue Methoden, Wissen und Vorgehensweisen bereit, die eine erfolgreiche Implementierung additiver Verfahren in Unternehmen unterstützen.
Aktualisiert: 2021-04-08
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Prozessgerechte Topologieoptimierung für die Additive Fertigung

Prozessgerechte Topologieoptimierung für die Additive Fertigung von Lange,  Fritz
Topologieoptimierungen ermöglichen die funktionsgerechte Gestaltung von Hochleistungskomponenten, resultieren jedoch zumeist in komplexen Bauteilgeometrien. Die Additive Fertigung ist aufgrund der möglichen großen Gestaltungsfreiheit besonders für die Herstellung solcher Komponenten geeignet. Es gilt jedoch die prozessseitigen Restriktionen der Additiven Fertigung zu berücksichtigen, um die Herstellbarkeit der Bauteile sicherzustellen. Eine direkte Integration der Restriktionen in die Topologieoptimierungen erhöht dabei die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion. In der Arbeit wurden neue Methoden zur Stoffschlüssigkeit, der Vermeidung von geschlossenen Kavitäten sowie die Vermeidung von nicht selbststützenden Kanälen erforscht.
Aktualisiert: 2023-04-01
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