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Methode zur Erstellung und Bewertung von hybriden Strukturkonzepten auf Basis additiver und konventioneller Fertigungsverfahren

Chamoun, Michel and Kopp, Gundolf and Friedrich, Horst E. and Schuster, Manuel (2017) Methode zur Erstellung und Bewertung von hybriden Strukturkonzepten auf Basis additiver und konventioneller Fertigungsverfahren. Technologietag Hybrider Leichtbau, 29.-30. Mai. 2017, ICS - Messe Stuttgart.

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Abstract

Für die nachhaltige Gestaltung der Mobilität gilt es den Einsatz von Energie und Material im Fahrzeugbau weiter zu reduzieren. Deshalb gewinnen gerade mit steigender Variantenvielfalt und Modularisierung künftiger Straßenfahrzeuge flexible Produktionssysteme und Leichtbaumethoden zunehmend an Bedeutung. Additive Fertigungsverfahren bieten aufgrund des Schichtbauprinzips außerordentliche Freiheiten im Gestaltungsprozess. Deren Unabhängigkeit von formgebenden Werkzeugen erhöht zudem die Flexibilität in der Produktion von individuellen und leichtbauoptimierten Strukturkomponenten. Trotz ihrer Vorteile in Bezug auf Leichtbau und Gestaltflexibilität stellt deren Anwendung in der automobilen Produktion eine Herausforderung dar. Unter anderem erschweren noch lange Prozesszeiten und hohe Werkstoffkosten, z.B. bei den pulververarbeitenden Laserschmelzverfahren Selective Laser Melting und Laser Metal Deposition, die wirtschaftliche Herstellung von metallischen Strukturkomponenten. Deshalb scheiden additive Fertigungsverfahren im Wettbewerb zu konventionellen Fertigungslösungen oft bereits zu Beginn des Produktentstehungsprozesses aus, wodurch innovative Konzeptideen und neuartige Leichtbaulösungen für die Serienanwendung ausbleiben. Im Vergleich zu rein additiv hergestellten Strukturen können durch den kombinierten Einsatz additiver Fertigungsverfahren und konventionell hergestellter Halbzeuge jedoch Flexibilität und Leichtbaugüte bei gleichzeitiger Senkung von Kosten und Fertigungszeit optimiert werden. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Erstellung und Bewertung hybrider Strukturkonzepte für additive und konventionelle Fertigungsverfahren vorgestellt. Ausgehend von der Zielanwendung und vom verfügbaren Bauraum wird unter Berücksichtigung von Bauteil- und Fertigungsrandbedingungen ein hybrides Struktur- und Fertigungskonzept erstellt. Mittels einer Datenbank und einer Entscheidungslogik können zunächst geeignete Fertigungs- und Nachbehandlungsverfahren ausgewählt und anhand technischer und wirtschaftlicher Kriterien bewertet und festgelegt werden. Anschließend wird ein hybrides Strukturgrobkonzept erstellt und die Anteile von additiven und konventionellen Fertigungsverfahren an der Gesamtstruktur im Hinblick auf Leichtbaugrad, Fertigungszeit und -kosten optimiert. Die Methode wird am Beispiel eines leichtbauoptimierten hybriden Strukturkonzepts dargestellt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/113682/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Methode zur Erstellung und Bewertung von hybriden Strukturkonzepten auf Basis additiver und konventioneller Fertigungsverfahren
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Chamoun, MichelMichel.Chamoun (at) dlr.deUNSPECIFIED
Kopp, GundolfUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Friedrich, Horst E.UNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Schuster, ManuelUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:30 May 2017
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Additive Fertigung, Halbzeuge, Leichtbau, Hybride Prozesskette
Event Title:Technologietag Hybrider Leichtbau
Event Location:ICS - Messe Stuttgart
Event Type:national Conference
Event Dates:29.-30. Mai. 2017
Organizer:Leichtbau BW GmbH
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:other
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V - no assignment
DLR - Research theme (Project):V - no assignment
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Vehicle Concepts > Vehicle Architectures and Lightweight Design Concepts
Deposited By: Chamoun, Michel
Deposited On:04 Apr 2018 10:01
Last Modified:04 Apr 2018 10:01

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