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Untersuchung der Tragfähigkeit von additiv hergestellten thermoplastischen Zahnrädern

  • Zahlreiche Branchen befinden sich derzeit im Wandel, sodass die Nutzung der additiven Fertigung zunehmend attraktiver wird. Die Luft- und Raumfahrttechnik hat den Nutzen bereits erkannt und forscht an den Anwendungsmöglichkeiten. Hierbei können beispielsweise Bauteile aus Titan hergestellt werden, die hochfest und gleichzeitig ultraleicht sind. Dieses Potenzial will auch der Maschinenbau für sich nutzen, denn die derzeitige Produktion sieht folgendermaßen aus: Es werden kostspielige Kunststoffeinzelbauteile als Prototypen für mechanische Konstruktionen hergestellt, allerdings erst vor Beginn der Serienproduktion. Aufgrund der entstehenden Abweichungen in Maß-, Form- und Lagegenauigkeiten nach der Fertigung und hohen Änderungskosten werden die Konstrukteure zur Verantwortung gezogen. Jedoch legen die Betroffenen größtenteils ihre Bauteile nach den gelehrten und gelernten Grundsätzen, beispielsweise der Allgemeintoleranz DIN ISO 2768, aus. Hierbei wird allerdings die statische und dynamische Auslegung der Bauteile vernachlässigt, deren Auswirkungen einen signifikanten Einfluss auf die Qualität und Lebensdauer haben. Rapid-Prototyping ermöglicht das Entgegenwirken anfallender Unkosten während der Produktentstehungsphase. Die hergestellten Prototypen können nach der Produktdefinition in ihrem Einsatzgebiet getestet werden und im Vorfeld wertvolle Informationen zugunsten der Fehlerbehebung liefern. Rapid-Prototyping fasst als Überbegriff verschiedene generativer Fertigungsverfahren (engl. additive manufacturing, AM) zusammen. Hiermit ist eine weitgehend automatisierte Herstellung von Einzelteilen, auf Basis dreidimensionaler Konstruktionsdaten, möglich. Das wesentliche Alleinstellungsmerkmal additiver Fertigungsverfahren ist die werkzeuglose, schichtweise Fertigung. Der allgemein bekannte Grundsatz, dass zunehmende Geometriekomplexität der Bauteile mit steigenden Kosten einhergeht, verliert hier seine Gültigkeit. Wichtig an dieser Stelle ist, dass Änderungen noch bis kurz vor der Bauteilfertigung vorgenommen werden können, ohne eine Kostenzunahme für das Endprodukt zu befürchten. Unverkennbar ist das hohe Potenzial für eine dynamische Produktentwicklung. Die vorliegende Arbeit soll einen ersten Einblick für den realen Einsatz von additiv hergestellten Prototypen liefern. Hierbei liegt der Fokus auf der Frage ob und in welcher Weise diese Prototypen als Ersatz zum konventionell hergestellten Kunststoffzahnrad in Frage kommen. Für diese Untersuchung sind Erfahrungswerte unabdingbar.

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Metadaten
Author:Can Polat
URN:urn:nbn:de:bvb:m347-opus-4345
Place of publication:München
Advisor:Gerhard Knauer
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2022/11/18
Year of first Publication:2022
Publishing Institution:Hochschule für angewandte Wissenschaften München
Granting Institution:Hochschule für angewandte Wissenschaften München
Date of final exam:2019/10/22
Release Date:2022/11/22
GND Keyword:Rapid Prototyping <Fertigung>GND; 3D-DruckGND; ZahnradGND; ThermoplastGND; TragfähigkeitGND
Page Number:VIII, 221
Departments and Institutes:Fakultäten der Hochschule München / FK 03 Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik
Illustrations:Illustration/en
Illustrations:grafische Darstellung/en
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
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