Fertigungstechnik - Erlangen
ISSN 1431-6226
mb.fau.de/diss
Ab Band 308 finden Sie die Arbeiten aus dieser Reihe unter der neuen Reihe FAU Studien aus dem Maschinenbau.
Diese Schriftenreihe wird herausgegeben von:
Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke
Prof. Dr.-Ing. habil. Marion Merklein
Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt
Prof. Dr.-Ing. Klaus Feldmann (bis 2009)
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. mult. Manfred Geiger (bis 2012)
Koordination der Reihe:
Geschäftsstelle Maschinenbau, Dr.-Ing. Oliver Kreis
mb.fau.de/diss
Ab Band 308 finden Sie die Arbeiten aus dieser Reihe unter der neuen Reihe FAU Studien aus dem Maschinenbau.
Diese Schriftenreihe wird herausgegeben von:
Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke
Prof. Dr.-Ing. habil. Marion Merklein
Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt
Prof. Dr.-Ing. Klaus Feldmann (bis 2009)
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. mult. Manfred Geiger (bis 2012)
Koordination der Reihe:
Geschäftsstelle Maschinenbau, Dr.-Ing. Oliver Kreis
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Year of publication
Document Type
- Doctoral Thesis (308)
Has Fulltext
- yes (308)
Keywords
- Ingenieurwissenschaften (307)
- Maschinenbau (307)
- Produktionstechnik (307)
- Elektronikproduktion (20)
- Simulation (19)
- Umformtechnik (12)
- Blechumformung (11)
- Laser (11)
- Automatisierung (9)
- FE-Simulation (9)
307
This research work focused to accurately determine the thermo mechanical flow behavior of manganese boron steel grade 22MnB5. In general, the true plastic strain obtained in experimental flow curves is lower than that observed in the industrial hot formed parts. Consequently, this work introduces a reliable methodology to deduce thermo-mechanical flow behaviour by using FE-simulations combined with invere optimisation.
306
Der Einsatz von Leichtbauwerkstoffen, wie Magnesiumlegierungen, bietet ein großes Potenzial im Bereich der Blechumformung, wobei hierzu das komplexe Werkstoffverhalten im Rahmen der Prozessauslegung exakt abzubilden ist. In der Arbeit wurde zur Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit der Blechumformprozesse das spannungszustandsabhängige Verfestigungsverhalten
der Magnesiumlegierung AZ31B untersucht. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag in der Entwicklung, Verifikation und Validierung eines neuen Werkstoffmodells zur Abbildung des anisotropen Verfestigungsverhaltens bei einer Umformtemperatur von 200 °C. Zur Kennwertermittlung unter Streckziehen wurde hierzu auch ein neuartiger hydraulischer Tiefungsversuch (HTV) mit online Dehnratenregelung über ein optisches Dehnungsmesssystem umgesetzt.
305
Da bislang eine fundierte wissenschaftliche Grundlage über automatisierbare Kontaktierungsverfahren für Elektronikkomponenten an flachleiterbasierte Bordnetzsysteme fehlt, wurde in dieser Arbeit eine flexibel einsetzbare Kontaktierungslösung erforscht, die in möglichst vielen Einbauorten des Kfz zum Einsatz kommen kann.
304
The work of this thesis concentrates on MID-LDS technology. Generally, it focuses on the effect of LDS parameters including laser incidence angle, focal length, hatching, laser power, laser velocity, and laser frequency on the final characteristics of the structured area, accuracy, quality, and reliability of the final MID product. lt includes an experimental investigation based on the DoE tool to describe the correlation between adopted parameters and corresponding responses. A computer simulation and modeling are also employed to predict the process performance with easy-to-modify computer models.
303
The major objective of the work is to generate a basic understanding of manufacturing small metal component from metal strip, in order to reduce the handling limits in multi-stage microforming processes. The design supported by FE-modelling allows a simultaneous analysis of microforming process and strip deformation, in order to ensure a precise handling system. The selection of appropriate process parameters, together with the adoption of harder and thinner raw material, improves the material flow-control and an increase of the microscopic workpiece volume with a simultaneous achievement of a stable process conforming to mass-production.
302
In diesem Buch werden die Grundlagen zur Herstellung umgeformter Bauteile aus der höherfesten Aluminiumlegierung EN AW-7020 unter Anwendung der Retrogression- and Reaging-Behandlung (RRA) dargestellt. Dabei wird die Übertragbarkeit auf eine gesamtheitliche Fertigungskette mit Integration des Umformprozesses in den Ablauf der RRA-Behandlung diskutiert. Hierzu werden das mechanische Werkstoffverhalten sowie das Korrosionsverhalten nach den jeweiligen Prozessschritten charakterisiert, um in den untersuchten Grenzen für Temperatur und Zeit während der RRA-Behandlung ein gesamtheitliches Prozessfenster zu erarbeiten.
301
Mittels des entwickelten additiven Fertigungsprozesses des simultanen,
intensitätsselektiven Laserstrahlschmelzens lassen sich Werkstoffverbunde bestehend aus unterschiedlichen Polymerwerkstoffen mit hohen Bauteilfestigkeiten realisieren. Die zukünftig realisierbaren Werkstoffverbunde können dabei durch eine örtlich variable Ausnutzung der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften die hinsichtlich lokal definierter Belastungsprofile gestellten Anforderungen an komplexe Multi-Material-Bauteile erfüllen. Dadurch lassen sich neue Anwendungsfelder für die additive Fertigung von Werkstoffverbunden erschließen.
300
Vorliegende Arbeit liefert in vier Bereichen einen deutlichen Nutzen. Die Absolutgenauigkeitsuntersuchungen liefern einen Beitrag zum besseren Verständnis des Genauigkeitsverhaltens von Knickarmrobotern. Das erforschte universelle Regelungssystem ermöglicht einen zuverlässigen Ausgleich von Bewegungsabweichungen. Das erarbeitete Bildverarbeitungssystem erlaubt die Verfolgung robotischer Bewegungen mit hoher geometrischer Präzision und Zeiteffizienz. Die entwickelten Algorithmen zur automatisierten Bahnoptimierung ermöglichen ein kontinuierliches Roboterbewegungsverhalten unter Berücksichtigung prozessspezifischer Randbedingungen.
299
Die Zunahme an Produktvarianz und -komplexität führt in der manuellen Montage zu vielfältigen und anspruchsvollen Montageprozessen. Neben der wertschöpfenden Montagetätigkeit wird vom Werker die Beherrschung einer großen Menge an Informationen erwartet. Zur Bewältigung dieser Herausforderung sind Werkerinformationssysteme einsetzbar. Nachteilig an solchen Systemen ist deren Erstellungsdauer. Denn die Zusammenstellung ihrer Daten als auch der Zeitpunkt ihrer Erstellung ist erst im Anschluss an die Auslegung von Produkt- und Produktionssystem terminiert. In dieser Arbeit wird ein neues Vorgehen vorgestellt, welches montageführende Werkerinformationssysteme simultan zum Produktentstehungsprozess erstellt. Dies leistet einen Beitrag zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit, in dem die Time-to-Market verkürzt und nicht-wertschöpfende Prozessanteile minimiert werden.
298
Verteilte Runddrahtwicklungen werden in der Serie üblicherweise mit der Einziehtechnik hergestellt. Eine alternative Technologie mit Potenzial ist die Nadelwickeltechnik, die für Industriemotoren unter Verwendung von Endscheiben bereits eingesetzt wurde. Im Gegensatz zu Industrieanwendungen erfordern automobile Traktionsantriebe hohe Leistungsdichten und niedrige Wickelköpfe. Entsprechend wurden für die Nadelwickeltechnik Konzepte zur Steigerung des Kupferfüllfaktors und zur Reduzierung der Wickelkopfhöhe erarbeitet und erprobt, um die Nadelwickeltechnik für den automobilen Traktionsantrieb anwendbar zu machen.
297
Mechatronic Simulation Approach for the Process Planning of Energy-Efficient Handling Systems
(2017)
The conventional process planning of handling systems does not involve energy consumption analysis of handling machines. Therefore, many opportunities are still available in order to reduce the energy consumption of those machines. In this book, a mechatronic simulation approach that is used to analyze the system behavior and energy consumption of handling machines is presented. The case study on a manufacturing cell shows that using this approach, planning engineers are able to reduce the energy consumption of industrial robots up to 20%.
296
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der Mikromaterialabtrag mittels zeitlich arbiträr geformter Nanosekundenlaserpulse phänomenologisch betrachtet. Hierzu wurden sowohl experimentelle Abtragsversuche mit Einzel- und Multipulsen als auch zeit- und ortsaufgelöste Analysen durchgeführt. Anhand eines Prozessmodells wird diskutiert, auf welche Weise die zeitliche Pulsformung für Mikromaterialbearbeitungsprozesse genutzt werden kann bzw. in welchen Fällen diese zusätzliche Stellgröße keinen Mehrwert bringt.
295
Der Trend zur weiteren Miniaturisierung metallischer Bauteile stellt hohe Ansprüche an die Werkzeuge und deren Fertigung. Da etablierte Herstellmethoden hier an ihre technischen und wirtschaftlichen Grenzen stoßen, wird im Rahmen dieser Arbeit ein mikrosystemtechnischer Ansatz gewählt, bei dem Mikroschneidstempel mit Breiten unter 100 μm ätztechnisch gefertigt wurden. Auf Basis experimenteller und simulativer Untersuchungen werden die Grundlagen zum Einsatzverhalten von Siliziumwerkzeugen beim Mikroscherschneiden metallischer Folien erläutert.
294
In der Arbeit wurde eine allgemeingültige Methodik zur simulationsbasierten Ermittlung der Schädigung und des Versagens unter Biegebeanspruchung für Werkstoffe mit hohem Leichtbaupotential entwickelt. In diesem Kontext wurde in experimentellen und simulativen Studien ein grundlegendes Verständnis über die Schädigungs- und Versagensmechanismen beim Biegen geschaffen. Die Methodik und die erarbeiteten Erkenntnisse liefern einen entscheidenden Beitrag dazu, zukünftig biegedominierte Umformoperationen in der Praxis wirtschaftlich, präzise und prozesssicher zu gestalten sowie die Schädigungs- und Versagenswahrscheinlichkeit bereits im Vorfeld der Fertigung zu prognostizieren und zu verhindern.
293
The thesis is about handling permanent magnets in manual, semi- and full automated working environments and offers solutions for inline magnetic characterization of permanent-magnetic fields. Especially for machine producers with high manual assembly amount, the work offers solutions for increasing and improving production as well as improving quality.
292
Die Formgebungsgrenzen von Aluminiumlegierungen können durch die Verwendung von Tailor Heat Treated Blanks (THTB) erweitert werden. In diesem Buch werden die Grundlagen zur Herstellung von komplexen Geometrien aus THTB dargestellt und die Übertragbarkeit in die industrielle Anwendung an einem PKW-Außenhautbauteil demonstriert. Die dabei angewandte Vorgehensweise stellt einen ganzheitlichen Ansatz für die Herstellung und Verarbeitung von THTB dar und kann auf beliebige Bauteilgeometrien übertragen werden.
291
Die vorliegende Arbeit ermittelt experimentell ein Prozessfenster für das Remote-Laserstrahlschweißen verzinkter Stahlbleche in Stirnkehlnahtgeometrie mit Nullspalt. Darüber hinaus werden die Prozessgrenzen anhand eines theoretischen Modells der Zinkausströmungen ursächlich erklärt. Das Fügeverfahren wird abschließend für ein Bauteil im Automobilbau industriell eingesetzt.
290
Ein übergreifender Vergleich der Energieeffizienz kann nur anhand einer Systematik erfolgen, aus der eine quantifizierbare und vergleichbare Größe hervorgeht. Die Systematik zur Bestimmung des Mindestenergiebedarfs wird für die Fertigungsverfahren der DIN 8580 explizit dargestellt. Darüber hinaus wird ein Konzept zur Energieeffizienzbewertung einzelner Strukturen eines produzierenden Unternehmens dargestellt. Dieses Konzept ermöglicht darüber hinaus die direkte Bewertung der Energieeffizienz der Herstellung eines Produkts in Form einer quantifizierbaren Größe, der Relativen Energieeffizienz.
289
Bei der Herstellung von Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen können Falten und Faserwelligkeiten entstehen, die zu einer Nichterfüllung der funktionalen Bauteilanforderungen führen. Die in diesem Buch vorgestellte Methodik ermöglicht die Prognose von Falten und Faserwelligkeiten und damit eine virtuelle Absicherung des Herstellungsprozesses im industriellen Umfeld. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Methodik ist eine Modellierung, welche die Faltenprognose gegenüber dem Stand der Technik verbessert. Des Weiteren ist die Analyse und Modellierung eines neuartigen Rückhaltekonzeptes beschrieben, das eine Faltenbildung verhindern kann. Schließlich werden zwei experimentelle Methoden vorgestellt, die eine Analyse des Faserverlaufs in den Zwischenlagen von Mehrschichtverbunden ermöglichen.
288
Im Rahmen der Forschungsarbeit wurde eine Versuchsmethodik zur Untersuchung der tribologischen Bedingungen in der Blechmassivumformung entwickelt. Mittels der gezielt angepassten Versuche Zapfenpressen und Ringstauchen ist es, im Zusammenspiel mit dem Streifenziehversuch, nun erstmalig möglich, verschiedene Belastungskollektive der Blech- und Massivumformung unter realitätsnahen Bedingungen bezüglich tribologischer Bedingungen zu untersuchen und die Bestimmung von Reibzahl und Reibfaktor bei Verwendung des gleichen, blechförmigen Halbzeugs durchzuführen. Ausgehend von dieser Methodik wurden verschiedene tribologische Systeme, bestehend aus unterschiedlichen Schmierstoffen und Werkstückoberflächen, untersucht. Darauf aufbauend wurden Empfehlungen für die Wahl eines geeigneten tribologischen Systems abgeleitet. Weiter konnte gezeigt werden, dass mittels Tailored Surfaces, lokal angepassten Werkstückoberflächen, der Stofffluss und die Formfüllung in der Blechmassivumformung gezielt verbessert werden können.