Herstellung hochgenauer Prototypen mittels Fräsen als quasi-generativem Rapid-Prototyping-Verfahren

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Kapitel_1.doc03.07.2003 14:30:5880,5 KB
Kapitel_2.doc03.07.2003 14:30:591,61 MB
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Kapitel_5.doc03.07.2003 14:31:05294,5 KB
Kapitel_6.doc03.07.2003 14:31:06606,5 KB
Kapitel_7.doc03.07.2003 14:31:07142 KB
Kapitel_8.doc03.07.2003 14:31:0861 KB
Literatur.doc03.07.2003 14:31:1180 KB
Nomenklatur.doc03.07.2003 14:31:1281 KB
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Die Entwicklung neuer Produkte in möglichst kurzen Zeiträumen verlangt nach Werkzeugen, die den Entwicklungsprozess beschleunigen. In der Praxis hat sich das Rapid Prototyping (RP) als eine Methode etabliert, die grundsätzlich eine Verkürzung der Produktentwicklungsprozesse ermöglicht. Beim Rapid Prototyping steht das schnelle Erstellen von physischen Prototypen im Fokus. Grund-sätzlich erfolgt der Aufbau von Prototypen mittels RP durch das Fügen von konturierten Bauteil-schichten. Während im Zusammenhang mit RP häufig nur die sogenannten generativen RP-Verfahren betrachtet werden, tritt das Fräsen als RP-Verfahren gegenwärtig nur als Randerschei-nung auf. Bei einer Bewertung der einzelnen generativen RP-Verfahren haben sich eine Reihe von techni-schen Schwierigkeiten sowie einzelne Nachteile herausgestellt. Diese betreffen u.a. die geforderte Werkstoffvielfalt sowie Anforderungen an die Bauteilgenauigkeit und die Oberflächengüte. Mit einer Nutzung von Fräsen als RP-Verfahren könnten diese Nachteile umgangen werden. Im ersten Schritt wurden Anforderungen für einen optimalen Prototyping-Prozess mittels Fräsen ausgearbeitet und formuliert. Im einzelnen zählte dazu eine Vermeidung von Ungenauigkeiten in der Bauteilgeometriebeschreibung, sowie eine verbesserte Datenaufbereitung der zu fertigenden Bauteilschichten. Ferner mussten im Hinblick auf eine Prototypenfertigung mittels Fräsen Lösungs-ansätze für spanntechnische Probleme entwickelt werden. Abschließend sollte die Forderung nach einer alternativen, reversiblen Verbindung der Bauteilschichten erfüllt werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden folgende Lösungsansätze entwickelt: Eine werkzeugo-rientierte Schnittstrategie minimiert die notwendige Anzahl an Bauteilschichten sowie die erforder-lichen Fügevorgänge. Die Entwicklung von inneren Hilfsgeometrien in Form einer Bohrung-Zapfen-Kombination lässt eine zweiseitige Bauteilbearbeitung ohne Beeinflussung der äußeren Bauteilgeometrie zu. Durch eine Auslegung dieser Bohrung-Zapfen-Kombination als Pressverbin-dung ist ein Fügen mit einer definierbaren Festigkeit gegeben. Die entwickelten Ansätze wurden anhand eines Industriebeispiels überprüft und verifiziert. Die Geometrie des untersuchten Bauteils (Miniaturturbine) war hinreichend komplex und stellte weit-reichende Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit. Die Ergebnisse wurden in Form einer Struktur- und Genauigkeitsanalyse der gefertigten Bauteile festgehalten. Durch einen direkten Vergleich mit lasergesinterten Bauteilen konnte die grundsätzliche Eignung der hier entwickelten Ansätze zur Herstellung von hochgenauen Prototypen festgestellt werden.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 670 Industrielle Fertigung
Stichwörter:
Rapid Prototyping, Fräsen, generativ, Fertigungstechnik
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
05.06.2003
Dokument erstellt am:
05.06.2003
Promotionsantrag am:
03.07.2003
Dateien geändert am:
30.01.2013
Medientyp:
Text