Kategorie: Fachartikel

Informative und spannende Fachartikel aus Werkstoffe in der Fertigung.

Additiver Werkzeugaufbau zur verbesserten Prozessdynamik bei der Drehbearbeitung von TiAl6V4

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Abbildung 1: Übersicht der generierten Wende-schneidplattenhalter (WSPH

Dipl.-Ing. Florian Vogel, Sebastian Berger M.Sc., Dr.-Ing. Ekrem Özkaya, Prof. Dr.-Ing. Dirk Biermann

Einleitung

Resultierend aus der sich bei der Zerspanung von Titanwerkstoffen einstellenden, werkstoffspezifischen Segmentspanbildung können eingesetzte Werkzeuge je nach gegebenen Prozessbedingungen erheblich in Schwingung versetzt werden, sodass neben einem gesteigerten Werkzeugverschleiß die geforderten Bauteilqualitäten oftmals nicht erzielbar sind. Durch den Einsatz additiv gefertigter Wendeschneidplattenhalter (WSPH) für die Drehbearbeitung von TiAl6V4 erfolgt eine passive Dämpfung derartiger, spanbildungsinduzierter Werkzeugschwingungen. Ausschlaggebend hierfür ist die durch den additiven Herstellungsprozess ermöglichte Erzeugung speziell gestalteter Hohlelemente in den Schäften der WSPH. Einerseits bedingt durch eine daraus resultierende, schwingungsoptimierte Werkzeuggestaltung, andererseits aufgrund der inneren Reibung von zusätzlich in die Schäfte eingebrachten Füllwerkstoffen werden die Schwingungsamplituden des Werkzeugs signifikant reduziert. Weiterlesen

Materialfluss für Losgröße 1 – Strukturwandel in der Produktionslogistik

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Stetiges Wachstum von Produktionskapazitäten bedingt leistungsfähigere Materialflussprozesse. Der Warenumschlag und die Fördertechnik sind von immenser Bedeutung, wenn die Expansion des Produktionsaufkommens letztlich auch ökonomisches Wachstum bewirken soll. Damit sich das generierte Wachstum nicht nur im Umsatz, sondern auch im Ergebnis niederschlägt, sind effiziente Prozesse gefordert. Unter dieser Prämisse ist den Anforderungen nach höherem Durchsatz nicht nur durch schiere Größe und Anzahl an Fördermitteln genüge getan, sondern es bedarf vielmehr intelligenter Materialflusssysteme. In Anbetracht volatiler Märkte sind Flexibilität und Wandelbarkeit Schlüsselmerkmale effizienter Fertigungsprozesse, auf die es die intralogistischen Prozesse auszurichten gilt. Die Produktionslogistik darf daher nicht Schranke sondern muss Wegbereiter für effiziente Fertigungsprozesse sein. Am Institut für Fördertechnik und Logistik an der Universität Stuttgart befassen sich die Abteilungen Logistik sowie Maschinenentwicklung und Materialflussautomatisierung mit darauf abzielenden Fragestellungen im übergreifenden Forschungsbereich „Wandelbare Produktionslogistik“. Dabei ist keineswegs nur die Planung und Konzeption logistischer Systeme gegenständlich, sondern vielmehr auch die Konstruktion und der Prototypenbau von fördertechnischen Maschinen und Anlagen.

Abbildung 1: Intelligente, variantenspezifische Pfadwahl innerhalb eines flexiblen Schachbrettlayouts

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Intelligente und adaptive Systeme zur Mitarbeiterunterstützung in zukünftigen Fertigungsumgebungen

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Gesellschaftliche Transformationsprozesse stellen nicht nur unser Sozialsystem, sondern auch die produzierende Industrie vor große Herausforderungen. Produktionsumgebungen, insbesondere Benutzungsschnittstellen industrieller Maschinen oder Wartungs- und Umrüstprozeduren, werden zunehmend komplexer, während die Belegschaft altert. Damit europäische Unternehmen ihre Wettbewerbsfähigkeit angesichts steigender Forderungen nach schnelleren Produktionsraten mit höherer Qualität und Flexibilität erhalten können, ist es notwendig, das Arbeitsumfeld an die Eigenschaften und Anforderungen dieser älteren Nutzergruppen anzupassen. Denn obwohl Maschinen und Produktionssysteme heute oft hoch automatisiert sind, behält der Mensch mit seiner Flexibilität und Kreativität eine zentrale Rolle in der Fertigungstechnik. Zukünftige Aufgaben liegen dabei in der Wartung, dem Durchführen spezialisierter Fertigungsprozesse und dem Kontroll- und Überwachungsbereich. Weiterlesen

Bioinspirierte Unterwasserklebstoffe

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Dr. Diana Freudendahl, Dr. Heike Brandt, Dr. Ramona Langner

Im Allgemeinen stehen aus industrieller Sicht Wasser und Feuchtigkeit noch häufig in Konflikt mit Klebeverbindungen, doch paradoxerweise treten in lebenden Organismen praktisch alle Adhäsionen in Gegenwart von Wasser auf. Effektive Unterwasserklebstoffe besitzen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten; zum einen können sie in der Medizin zum Wundverschluss und zur Gewebsrekonstruktion eingesetzt werden. Zum anderen sind sie z. B. prädestiniert zum Verschluss von Lecks und Reparaturarbeiten sowie für das Anbringen von Sensoren oder anderen Bauteilen unter Wasser bzw. im feuchten Milieu. Die Grundlagenforschung auf diesem Gebiet führt zusätzlich zu einem guten Verständnis der Mechanismen von natürlichen, biologischen Unterwasserklebstoffen und ermöglicht so auch die Herstellung neuer nicht-toxischer Antifoulingbeschichtungen. Weiterlesen

Anwendung von Virtual Reality in der Intralogistik

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Die Arbeitswelt verändert sich in der Logistik hinsichtlich der aus volatilen und individuellen Märkten resultierenden Anforderungen und im Kontext der Digitalisierung rasant. Unternehmen müssen neben der Implementierung neuer Technologien und Geschäftsmodelle auch ihre Mitarbeiter in die Digitalisierung einbinden. Diese Einbindung betrifft nicht nur die Mitarbeiter auf dem Shopfloor, sondern fängt im Sinne eines ganzheitlichen Ansatzes schon bei der Planung an. Nachfolgend soll anhand der Planung von Materialflusssystemen aufgezeigt werden, wie die unterschiedlichen Akteure von der Planung über die Konzeptgestaltung bis zur Qualifizierung am Arbeitsplatz mit eingebunden werden können.

Abbildung 1: Vergleichzwischen 2D-CAD Zeichnungen und 3D-Visualisierungen

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Qualitätssicherung von CFK-Laminaten mit modernen Ultraschall-Rekonstruktionsverfahren

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Abbildung 1: Beispiel einer fokussierten Wellenfront mit einem Phased-Array-Prüfkopf

Einleitung

Die weltweite Nachfrage nach kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) wird, aktuellen Marktprognosen zur Folge, auch in den nächsten Jahren weiter deutlich ansteigen. Vor allem die hohen gewichtsspezifischen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften dieser Materialien übertreffen die mechanischen Kennwerte vieler traditioneller Werkstoffe um ein Vielfaches. Deshalb sind CFK-Laminate besonders attraktiv für verschiedenste Leichtbauanwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie, im Automobilbereich und zunehmend auch im Energiesektor. Weiterlesen

Prozessparallele Qualitätssicherung in der spanenden Fertigung

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Abbildung 1: Beispiel des virtuell gefertigten digitalen Schattens mit virtuellen Macken auf der Oberfläche

Von Christian Brecher, Marian Wiesch, Stephan Neus, WZL der RWTH Aachen

Mit zunehmendem Digitalisierungsgrad fertigender Unternehmen wächst die verfügbare Datenbasis kontinuierlich. Die aggregierten Fertigungsdaten können, angereichert mit Domänen- bzw. Prozesswissen, zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit und Produktivität eingesetzt werden. Sie bieten darüber hinaus Potenziale für weitreichende Evaluationmethoden und können Einzug in die moderne Qualitätsüberwachung und -protokollierung halten. Weiterlesen

Legierungsentwicklung für die Additive Fertigung

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Bild 1: Feine Lamellenstruktur einer mit LMD hergestellten eutektischen Legierung auf Al-Basis

Andreas Weisheit, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Unter dem Begriff der Additiven Fertigung, auch als 3D Druck bezeichnet, werden heute zahlreiche Verfahren subsummiert. Für metallische Werkstoffe sind die laserbasierten Verfahren im Pulverbett (Laser Powder Bed Fusion, LPBF) und mit Pulver- oder Drahtzufuhrdüse (Laser Metal Deposition, LMD) die wichtigsten, die auch als Laser Additive Manufacturing (LAM) zusammengefasst werden. In beiden Verfahren wird der Werkstoff vollständig aufgeschmolzen und Schicht für Schicht zu einem Bauteil aufgebaut. Die werkzeuglose Fertigung bietet ein hohes Maß an Individualisierung und (fast) unbegrenzte Design-Möglichkeiten. LAM hat in den letzten zwei Jahrzehnten eine rasante Entwicklung erfahren. Am Anfang waren es nur Prototypen, die mit diesem Fertigungsverfahren hergestellt wurden. Rasch kam dann die Herstellung von Unikaten (z. B. Implantate) und Einzelteilen (z. B. Werkzeugeinsätze) hinzu. Heute bewegt sich das Verfahren in Richtung einer Serienfertigung bis zu mehreren Zehntausend Teilen im Jahr. In Forschung und Industrie wird derzeit intensiv an hierfür notwendigen Voraussetzungen wie der Erhöhung der Produktivität, der Qualitätssicherung und der Integration in Prozessketten gearbeitet. Weiterlesen

Datenanalyse & prädiktive Modellbildung zur Flexibilisierung der Aluminiumelektrolyse

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Abbildung 1: Eine von insgesamt drei Elektrolysehallen bei der TRIMET Aluminium SE in Essen. Jede Halle beheimatet insgesamt 120 Elektrolyseöfen (© TRIMET Aluminium SE)

Im Zuge der Energiewende werden konventionelle Energieerzeugungsquellen zunehmend durch Erzeugungsanlagen ersetzt, die auf erneuerbare Energien basieren. Der Großteil der erneuerbaren Energieerzeugung besitzt eine starke Wetterabhängigkeit, was zu einer erheblichen Fluktuation in der Stromerzeugung führt. Eine Lösung für diese Problematik ist die Flexibilisierung der industriellen Nachfrage nach Strom. Weiterlesen

Dallmeier nutzt SPETEC Reinraum: Klarheit hoch fünf

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Autorin: Barbara Fischer-Reineke

Bei der Montage von Kamerasensoren können schon winzigste Staubpartikel zu riesigen Störfaktoren werden. Je hochauflösender die Kameras, desto mehr. Um jegliche Verunreinigung bei ihren Videotechnik-Systemen zu vermeiden, hat sich die Dallmeier electronic GmbH & Co. KG in ihrer Regensburger Produktionshalle für die Installation eines Klasse 5-Reinraums von SPETEC entschieden. Nun ist für reinste Klarheit gesorgt. Weiterlesen