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Verifizierung der Prozessstabilität einer konstruierten WAAM-Anlage zum Induzieren von Eigenspannungen in generativ gefertigten Strukturen

  • Heutzutage werden Strukturen häufig aufwendig konstruiert und nachträglich mithilfe von numerischen Verfahren optimiert. Dennoch kommt es zu erheblichen Schäden infolge von Ermüdungsbrüchen bei wechselnd beanspruchten Bauteilen. Ein Großteil dieser Schäden hat den Ursprung in den im Inneren herrschenden Spannungszuständen, den sogenannten Eigenspannungen. Diese Eigenspannungen heben sich innerhalb des Bauteils auf und führen zu keiner Formabweichung des Bauteils, weswegen diese Spannungen in Form und Lage nur schwer detektierbar sind und sich häufig negativ auf die Betriebsfestigkeit von Strukturen auswirken. Mithilfe neuartiger numerischer Methoden können thermomechanische Simulationen angefertigt und Verformungen, sowie Spannungszustände abgeleitet werden. Durch diese Optionen ergeben sich neue Anwendungen, die das Potenzial von Fertigungsverfahren in Hinblick auf die Ausnutzung spezieller Eigenschaften neu eröffnen. Durch die geschickte Anwendung und Vernetzung der Simulation mit der Fertigung können Eigenspannungen gezielt in Lage und Richtung schon während der Produktion des Bauteils eingebracht werden. Im theoretischen Vergleich zu konventionell gefertigten Bauteilen entstehen Strukturen, die hinsichtlich ihrer Bauteillebensdauer optimiert sind.

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Metadaten
Author:Sebastian Gersch, Carsten SchulzORCiD, Christopher Kral
URN:urn:nbn:de:bvb:898-opus4-56006
DOI:https://doi.org/10.35096/othr/pub-5600
Parent Title (German):9. Mitteldeutsches Forum - 3D-Druck in der Anwendung: 29. Juni 2022, Jena
Document Type:conference proceeding (article)
Language:German
Year of first Publication:2022
Publishing Institution:Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg
Release Date:2022/12/12
Tag:3D-Druck; Betriebsfestigkeit; Eigenspannungen
Institutes:Fakultät Maschinenbau
Fakultät Maschinenbau / Labor Mehrkörpersimulation (MKS)
Fakultät Maschinenbau / Labor CAD/CAE
research focus:Produktion und Systeme
Licence (German):Keine Lizenz - Es gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG