Qualifizierung laser-additiv gefertigter Komponenten für den Einsatz im Werkzeugbau der Massivumformung

Qualification of laser-additive manufactured components for the use in toolmaking for bulk metal forming

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus4-164327
  • Verkürzte Produktlebenszyklen und ein erhöhtes Maß an Individualisierung erfordern den vermehrten Einsatz flexibler Fertigungsprozesse. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Technologie der additiven Fertigung im Produktionsumfeld stetig an Bedeutung. In dieser Arbeit wird deshalb die Möglichkeit des Einsatzes laserbasierter additiver Fertigungsverfahren im Werkzeugbau der Massivumformung untersucht. Der Fokus liegt dabei auf den resultierenden Materialeigenschaften, da diese ausschlaggebend für den Einsatz im Werkzeugbau. Insbesondere werden das Verhalten unter Zug- und Druckbelastung sowie die Härte analysiert. Die Identifikation des zugrundeliegenden Gefüges findet mittels Mikroskopie statt.Verkürzte Produktlebenszyklen und ein erhöhtes Maß an Individualisierung erfordern den vermehrten Einsatz flexibler Fertigungsprozesse. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Technologie der additiven Fertigung im Produktionsumfeld stetig an Bedeutung. In dieser Arbeit wird deshalb die Möglichkeit des Einsatzes laserbasierter additiver Fertigungsverfahren im Werkzeugbau der Massivumformung untersucht. Der Fokus liegt dabei auf den resultierenden Materialeigenschaften, da diese ausschlaggebend für den Einsatz im Werkzeugbau. Insbesondere werden das Verhalten unter Zug- und Druckbelastung sowie die Härte analysiert. Die Identifikation des zugrundeliegenden Gefüges findet mittels Mikroskopie statt. Die Fertigung der analysierten Körper erfolgt durch Laserstrahlschmelzen im Pulverbett und Laser-Pulverauftragschweißen. Des Weiteren ist der Einfluss einer thermischen Nachbehandlung Bestandteil der Untersuchungen. Auf Basis der erarbeiteten Ergebnisse wird das Potential der additiven Fertigung für den Werkzeugbau in der Massivumformung abgeleitet und der Einsatz eines additiv gefertigten Werkzeugs für eine ausgewählte Fertigungsfolge durch die Verwendung im Serienbetrieb nachgewiesen.show moreshow less
  • Shortened product life cycles and a raised degree of customization require an increased use of flexible manufacturing processes for production. Due to this, additive manufacturing technology is constantly gaining significance within production. Therefore, in this thesis the possibility of using laser-based additive manufacturing processes in toolmaking for bulk metal forming is investigated. The focus is on the resulting material properties, as these are significant for use in toolmaking. In particular, the behavior under tensile and compressive loads as well as the hardness are analyzed. The corresponding structure is identified by using microscopy. The analyzed structures are manufacturedShortened product life cycles and a raised degree of customization require an increased use of flexible manufacturing processes for production. Due to this, additive manufacturing technology is constantly gaining significance within production. Therefore, in this thesis the possibility of using laser-based additive manufacturing processes in toolmaking for bulk metal forming is investigated. The focus is on the resulting material properties, as these are significant for use in toolmaking. In particular, the behavior under tensile and compressive loads as well as the hardness are analyzed. The corresponding structure is identified by using microscopy. The analyzed structures are manufactured by Laser Beam Melting in powder bed and Laser Metal Deposition welding. Furthermore, the influence of a post-heat-treatment is part of the investigations. Based on the results, the potential of additive manufacturing for toolmaking for bulk metal forming is derived and the use of an additively manufactured tool is proven for a selected production sequence through use in serial production.show moreshow less

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Metadaten
Author:Daniel Junker
Persistent identifiers - URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-164327
Persistent identifiers - DOI:https://doi.org/10.25593/978-3-96147-417-2
ISBN:978-3-96147-417-2
Series (Volume number):FAU Studien aus dem Maschinenbau (366)
Publisher:FAU University Press
Place:Erlangen
Editor:Jörg Franke, Nico Hanenkamp, Tino Hausotte, Marion Merklein, Michael Schmidt, Sandro Wartzack
Referee:Marion Merklein, Michael Schmidt
Advisor:Marion Merklein
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of publication:2021
Date of online publication (Embargo Date):2021/05/17
Publishing Institution:FAU University Press
Granting institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Acceptance date of the thesis:2020/12/07
Release Date:2021/05/19
Tag:Werkzeugtechnik
SWD-Keyword:Additive Fertigung; Werkzeugbau; Umformwerkzeug; Wärmebehandlung; Werkstoffeigenschaften; Ingenieurwissenschaften; Maschinenbau; Produktionstechnik
Length/size:vii, 142 Seiten
Notes:
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-416-5
Original publication:mb.fau.de/diss
Institutes:Technische Fakultät / Department Maschinenbau
Technische Fakultät / Department Maschinenbau / Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (LFT)
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik / 600 Technik, Technologie
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 67 Industrielle Fertigung / 670 Industrielle Fertigung
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
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