Lippert, René Bastian: Restriktionsgerechtes Gestalten gewichtsoptimierter Strukturbauteile für das Selektive Laserstrahlschmelzen. Garbsen : TEWISS Verlag, 2018 (Berichte aus dem iPeG ; 2018,1), XIII, 189 S. ISBN: 978-3-95900-197-7
Zusammenfassung: |
Die nachhaltige Verwendung von zunehmend knapper werdenden Ressourcen sowie ein effizienter Einsatz von Produkten im Lebenszyklus fordern die Gewichtsoptimierung von Strukturbauteilen. Ein Ansatz stellt die Verwendung des Selektiven Laserstrahlschmelzens dar, indem komplizierte Bauteile mit hoher Materialausnutzung gefertigt werden können. Somit kann die Materialverteilung von Strukturbauteilen präzise an die während des Lebenszyklus auftretenden Lasten angepasst werden. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Gewichtsoptimierung von Strukturbauteilen für das Selektive Laserstrahlschmelzen vorgestellt, welche die Verwendung von kraftflussangepassten Strukturen ermöglicht. Vor diesem Hintergrund werden ein systematisches Vorgehen beschrieben, relevante Rechnerwerkzeuge bereitgestellt sowie Gestaltungsrichtlinien für Selektives Laserstrahlschmelzen für die Fertigung von inneren Strukturen spezifiziert. Als Grundlage für die erarbeitete Methode werden Anwendungen für innere Strukturen untersucht. Dabei werden die Bewertung zur Erfüllung einer mechanischen Aufgabe sowie die Herstellbarkeit im Selektiven Laserstrahlschmelzen diskutiert. Die Methode wird auf einen Demonstrator angewandt. Dafür werden angepasste Bauteilgeometrien gestaltet und durch den Einsatz von Rechnerwerkzeugen simuliert. Die aufgebauten Modelle werden im Selektiven Laserstrahlschmelzen aus AlSi10Mg gefertigt und anschließend erprobt. Neben dem Vergleich der Modelle untereinander erfolgt die Validierung der durchgeführten Simulationen. Die in der vorliegenden Arbeit erarbeiteten Ergebnisse werden hinsichtlich deren Praxisrelevanz diskutiert. Dazu wird der Optimierungsverlauf bei der Verwendung innerer Strukturen analysiert. Es erfolgt die Beschreibung notwendiger Maßnahmen zur Anwendung der Methode. Abschließend werden entscheidende Einflussfaktoren von inneren Strukturen im Gestaltungsprozess zusammengefasst.
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Lizenzbestimmungen: |
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Publikationstyp: |
DoctoralThesis |
Publikationsstatus: |
publishedVersion |
Erstveröffentlichung: |
2018 |
Schlagwörter (deutsch): |
Gestaltung für Additive Fertigung, Innere Strukturen, Selektives Laserstrahlschmelzen
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Schlagwörter (englisch): |
Design for Additive Manufacturing, Lattice structures, selective laser melting
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Fachliche Zuordnung (DDC): |
620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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