Die vorliegende Forschungsarbeit befasst sich mit der Optimierung der multidirektionalen additiven Fertigung von Kunststoffen. Ziel ist es, die Ressourcenschonung zu verbessern und die Herausforderungen bezüglich Prozesszeiten und Bauteilfestigkeiten zu bewältigen. Es wird ein wirtschaftliches Defizit in der traditionellen Materialextrusion, insbesondere bei komplexen Strukturen und Delaminationsproblemen, identifiziert, was zu höheren Nachbearbeitungskosten führt. Zur Adressierung dieser Probleme wird der Einsatz einer 5-achsigen Maschine vorgeschlagen, um die Potenziale der multidirektionalen Fertigung voll auszuschöpfen und eine kostengünstigere Produktion zu ermöglichen. Das Hauptziel der Studie besteht darin, ein Verhaltensmodell zu entwickeln, das die Festigkeitseigenschaften von Kunststoffbauteilen maximiert. Die Studie folgt einem systematischen Ansatz, beginnend mit der Theoriebildung, gefolgt von experimentellen Untersuchungen, Modellbildung und einer abschließenden Überprüfung. Die Forschung zeigt auf, dass die additive Fertigungsbranche vor der Herausforderung steht, sich als wesentlicher Bestandteil industrieller Produktionstechnik zu etablieren. Dabei werden die Prozesscharakteristika der additiven Fertigung im Kontext nachhaltiger Produktion und technologischer Eigenschaften auf Unternehmen hervorgehoben. Die Studie identifiziert relevante Stellgrößen der Prozessgestaltung, wie produktorientierte Fertigungsstrategien und werkstoffspezifisches Verhalten. Die experimentelle Untersuchung konzentriert sich auf die Ermittlung von Festigkeitswerten bei variierenden Prozessparametern. Das resultierende Modell ermöglicht die Optimierung des Druckprozesses zur Maximierung der Produktfestigkeit, wobei eine quadratische Zielfunktion die physikalische Abhängigkeit der Zugfestigkeit von Prozessparametern aufzeigt. Die Vorhersagegenauigkeit des Modells wird durch statistische Maße belegt. Diese Forschungsergebnisse tragen wesentlich dazu bei, die additive Fertigung als ressourcenschonende und wirtschaftlich effiziente Herstellungsmethode in der Industrie zu etablieren. Die Arbeit legt nahe, dass additive Fertigungstechnologien, unterstützt durch digitale Prozessvorbereitungen, in der Lage sind, bestehende Produktionsumgebungen zu ergänzen und zu verbessern. Sie unterstreicht die Bedeutung von Forschungsinitiativen zur weiteren Entwicklung von Produktionssystemen, die nachhaltige und qualitativ hochwertige Produkte ermöglichen.
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Autor Hohenstein, Steffen
Gewicht 0.404 kg
Erscheinungsdatum 05.03.2024
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Produktionssystematik

Hohenstein, Steffen

Multidirektionaler Aufbau in der additiven Fertigung von Kunststoffen

ISBN: 978-3-98555-203-0
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Kurzbeschreibung

Die Optimierung der multidirektionalen additiven Fertigung von Kunststoffen steht im Fokus dieser Forschung, um Ressourcenschonung und Prozesseffizienz zu steigern. Durch den Einsatz einer 5-achsigen Maschine werden Probleme von Delamination und hohe Nachbearbeitungskosten adressiert. Ein systematischer Ansatz aus Theorie, Experimenten und Modellbildung führt zur Entwicklung eines Verhaltensmodells, das die Produktfestigkeit maximiert und die additive Fertigung als wirtschaftlich effiziente Methode in der industriellen Produktion positioniert.

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