Ressourcenschonende additive Fertigung von Schweißvorrichtungen im Karosseriebau

Lieferzeit
2-3 Tage
Autor:
Lichtenthäler, Kolja
ISBN
978-3-98555-011-1
39,00 €
Inkl. 7% MwSt.
-
+

Quick Overview

Die additive Fertigung von Schweißvorrichtungselementen stellt eine Möglichkeit dar, Ressourcen im Karosseriebau zu schonen. Insbesondere die Herstellkosten von Vorserienvorrichtungen können reduziert werden, wenn spezifische Elemente mittels Fused Filament Fabrication (FFF) aus Kunststoffen hergestellt werden. Die Dissertation gibt Empfehlungen, wie solche FFF-Vorrichtungselemente zu Standardelementen zu gestalten sind. Mit dem Ansatz sind Kosteneinsparungen bis zu 65 % erreichbar.

Die additive Fertigung von Schweißvorrichtungselementen stellt eine Möglichkeit dar, Ressourcen im Karosseriebau zu schonen. Insbesondere die Herstellkosten von Vorserienvorrichtungen können reduziert werden, wenn spezifische Elemente mittels Fused Filament Fabrication (FFF) aus Kunststoffen hergestellt werden. Die spezifischen Elemente werden bisher üblicherweise trennend und spanend aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Die Bauweise von Vorserienschweißvorrichtungen unterscheidet sich von denen in der Serie darin, dass die Vorserienvorrichtungen manuell und die Serienvorrichtungen automatisch betrieben werden. Die spezifischen Elemente zum Spannen und Positionieren unterscheiden sich nicht grundlegend, Vorserienvorrichtungen weisen jedoch deutlich geringere Stückzahlanforderungen auf als Serienvorrichtungen.
Für die Gestaltung von FFF-Vorrichtungselementen werden Gestaltungsempfehlungen formuliert, die auf Ergebnissen aus Biege- und Druckversuchen sowie Temperaturmessungen während Schweißversuchen basieren. Die Empfehlungen gelten für die mittels einer Bewertungsmethode ausgewählten Funktions- und Schnittstellenelemente im betrachteten Schweißvorrichtungssystem. Es gilt die Einschränkung, dass die Empfehlungen aus Versuchen an Karosserieblechen mit typischen Dicken von 1-2 mm entwickelt werden. Der betrachtete Fügeprozess ist das Widerstandspunktschweißen von Stahlblechen aus typischen Legierungen, wie sie in Karosserien derzeit eingesetzt werden.
Mit einer Erprobung der Gestaltungsempfehlungen für additiv gefertigte Schweißvorrichtungen wird gezeigt, dass typische Schweißvorrichtungen mit FFF-Elementen gestaltet werden können. Mit den gestalteten Vorrichtungen werden Schweißserien in üblichen Vorserien-Stückzahlen innerhalb der geforderten Toleranzen geschweißt. Ein Zeitvergleich verdeutlicht, dass die Parallelisierung der Vorrichtungselemente-Fertigung mit mehreren FFF-3D-Druckern wichtig ist, um gegenüber der konventionellen Fertigung von Vorrichtungselementen konkurrenzfähig zu sein. Ein Herstellkostenvergleich zeigt, dass sich spezifische Vorrichtungselemente mit FFF günstiger als mit konventionellen Fertigungsketten herstellen lassen. Dabei sind Kosteneinsparungen von bis zu 65 % erreichbar. Ein vereinfachtes Lifecycle Assessment (LCA) zeigt, dass mittels FFF der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen der Herstellung von Vorserien-Schweißvorrichtungselementen reduziert werden können.

Mehr Informationen
Autor Lichtenthäler, Kolja
Gewicht 0.349 kg
Erscheinungsdatum 23.11.2021
Eigene Bewertung schreiben
Sie bewerten:Ressourcenschonende additive Fertigung von Schweißvorrichtungen im Karosseriebau

Die additive Fertigung von Schweißvorrichtungselementen stellt eine Möglichkeit dar, Ressourcen im Karosseriebau zu schonen. Insbesondere die Herstellkosten von Vorserienvorrichtungen können reduziert werden, wenn spezifische Elemente mittels Fused Filament Fabrication (FFF) aus Kunststoffen hergestellt werden. Die spezifischen Elemente werden bisher üblicherweise trennend und spanend aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Die Bauweise von Vorserienschweißvorrichtungen unterscheidet sich von denen in der Serie darin, dass die Vorserienvorrichtungen manuell und die Serienvorrichtungen automatisch betrieben werden. Die spezifischen Elemente zum Spannen und Positionieren unterscheiden sich nicht grundlegend, Vorserienvorrichtungen weisen jedoch deutlich geringere Stückzahlanforderungen auf als Serienvorrichtungen.
Für die Gestaltung von FFF-Vorrichtungselementen werden Gestaltungsempfehlungen formuliert, die auf Ergebnissen aus Biege- und Druckversuchen sowie Temperaturmessungen während Schweißversuchen basieren. Die Empfehlungen gelten für die mittels einer Bewertungsmethode ausgewählten Funktions- und Schnittstellenelemente im betrachteten Schweißvorrichtungssystem. Es gilt die Einschränkung, dass die Empfehlungen aus Versuchen an Karosserieblechen mit typischen Dicken von 1-2 mm entwickelt werden. Der betrachtete Fügeprozess ist das Widerstandspunktschweißen von Stahlblechen aus typischen Legierungen, wie sie in Karosserien derzeit eingesetzt werden.
Mit einer Erprobung der Gestaltungsempfehlungen für additiv gefertigte Schweißvorrichtungen wird gezeigt, dass typische Schweißvorrichtungen mit FFF-Elementen gestaltet werden können. Mit den gestalteten Vorrichtungen werden Schweißserien in üblichen Vorserien-Stückzahlen innerhalb der geforderten Toleranzen geschweißt. Ein Zeitvergleich verdeutlicht, dass die Parallelisierung der Vorrichtungselemente-Fertigung mit mehreren FFF-3D-Druckern wichtig ist, um gegenüber der konventionellen Fertigung von Vorrichtungselementen konkurrenzfähig zu sein. Ein Herstellkostenvergleich zeigt, dass sich spezifische Vorrichtungselemente mit FFF günstiger als mit konventionellen Fertigungsketten herstellen lassen. Dabei sind Kosteneinsparungen von bis zu 65 % erreichbar. Ein vereinfachtes Lifecycle Assessment (LCA) zeigt, dass mittels FFF der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen der Herstellung von Vorserien-Schweißvorrichtungselementen reduziert werden können.

Mehr Informationen
Autor Lichtenthäler, Kolja
Gewicht 0.349 kg
Erscheinungsdatum 23.11.2021
Eigene Bewertung schreiben
Sie bewerten:Ressourcenschonende additive Fertigung von Schweißvorrichtungen im Karosseriebau
Adresse

Institut für Industriekommunikation und Fachmedien (IIF) GmbH an der RWTH Aachen

Steinbachstr. 25
52074 Aachen
Deutschland