Grundlagenwissenschaftliche Untersuchung der kombinierten Prozesskette aus Umformen und Additive Fertigung

Fundamental scientific research on combined process chain of forming and Additive Manufacturing

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus4-105573
  • Für die Realisierung von individuellen Produkten ist unter Berücksichtigung der Herausforderungen heutiger Generationen eine kosten-, zeit- und ressourceneffiziente Fertigung unverzichtbar. Als möglicher Fertigungsansatz mit hohem Individualisierungspotenzial wurde im Rahmen dieser Arbeit die konventionelle Additive Fertigung herausgearbeitet, welche jedoch durch hohe Fertigungszeiten und limitierte Ressourceneffizienz charakterisiert ist. Zur Erfüllung aller Herausforderungen wird eine kombinierte Prozesskette aus Umformen mit nachfolgender additiver Fertigung und abschließender Wärmebehandlung zur Fertigung von Hybridbauteilen postuliert und untersucht. Wissenschaftlicher AnspruchFür die Realisierung von individuellen Produkten ist unter Berücksichtigung der Herausforderungen heutiger Generationen eine kosten-, zeit- und ressourceneffiziente Fertigung unverzichtbar. Als möglicher Fertigungsansatz mit hohem Individualisierungspotenzial wurde im Rahmen dieser Arbeit die konventionelle Additive Fertigung herausgearbeitet, welche jedoch durch hohe Fertigungszeiten und limitierte Ressourceneffizienz charakterisiert ist. Zur Erfüllung aller Herausforderungen wird eine kombinierte Prozesskette aus Umformen mit nachfolgender additiver Fertigung und abschließender Wärmebehandlung zur Fertigung von Hybridbauteilen postuliert und untersucht. Wissenschaftlicher Anspruch dieser Arbeit ist in diesem Zusammenhang der Machbarkeitsnachweis, aber auch die grundlagenwissenschaftliche Erforschung dieser Prozesskette. Herangezogen werden dabei die additiven Fertigungsverfahren Laser- und Elektronenstrahlschmelzen und die umformenden Fertigungsverfahren Tiefziehen, superplastisches Umformen und Biegen für eine ausgewählte Titanlegierung.show moreshow less
  • Nowadays, a rising amount of individualized products is requested due to a highly industrialized mankind with growing individual identities. Moreover, our generation faces the challenge of a cost, resource, and time efficient production of goods. One promising manufacturing approach to fulfill these needs is additive manufacturing. Though, additive manufacturing is also subject to some limitations such as a high amount of manufacturing time as well as limited efficiency of the power source. To overcome these disadvantages and to produce individual products a process chain combining conventional manufacturing techniques with conventional manufacturing techniques is presented within this work.Nowadays, a rising amount of individualized products is requested due to a highly industrialized mankind with growing individual identities. Moreover, our generation faces the challenge of a cost, resource, and time efficient production of goods. One promising manufacturing approach to fulfill these needs is additive manufacturing. Though, additive manufacturing is also subject to some limitations such as a high amount of manufacturing time as well as limited efficiency of the power source. To overcome these disadvantages and to produce individual products a process chain combining conventional manufacturing techniques with conventional manufacturing techniques is presented within this work. The aim is to propound and analyze a process chain which fulfills today’s challenges of sustainable production. Within a determined process chain forming is combined with successive additive manufacturing to produce hybrid metallic parts. Therefore, laser and electron beam melting are investigated as well as various forming technologies such as bending, deep drawing and super plastic forming. As basis of this work these manufacturing technologies are analyzed with focus on their applicability and benefits for the combined process chain.show moreshow less

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Metadaten
Author:Adam Schaub
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-105573
DOI:https://doi.org/10.25593/978-3-96147-167-6
ISBN:978-3-96147-167-6
Series (Volume number):FAU Studien aus dem Maschinenbau (316)
Publisher:FAU University Press
Place of publication:Erlangen
Editor:Jörg Franke, Nico Hanenkamp, Marion Merklein, Michael Schmidt, Sandro Wartzack
Referee:Marion Merklein, Michael Schmidt
Advisor:Marion Merklein
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2019
Embargo Date:2019/02/20
Publishing Institution:FAU University Press
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2018/02/07
Release Date:2019/02/27
Tag:Additive Fertigung; Additive Manufacturing; Hybride Bauteile; Kombinierte Prozesskette; Tiefziehen; Titanblech; Titanium
SWD-Keyword:Umformen; Rapid Prototyping (Fertigung); Titanlegierung; Werkstoffkunde; Mechanische Eigenschaft; TiAl6V4
Pagenumber:xi, 194 S.
Note:
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-166-9
Original publication:mb.fau.de/diss
Institutes:Technische Fakultät / Department Maschinenbau
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
open_access (DINI-Set):open_access
Collections:Universität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International