Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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Methode zur Bestimmung spezifischer Kräfte durch Fräsversuche und Anwendung bei der Natursteinbearbeitung

2018 , Manthei, Marcel

Der Schwerpunkt der vorliegenden Dissertation liegt auf der Erstellung der Methode zur Ermittlung der spezifischen Schnittkraft unmittelbar aus der Fräsbearbeitung und der Untersuchung des Zerspanverhaltens der Natursteine Postaer Sandstein sowie Carrara Marmor. Hierbei wird die entwickelte Methode zur Bestimmung der spezifischen Schnittkraftwerte auf Basis von Fräsversuchen auf diese beiden Werkstoffe angewendet. Aus den gewonnenen Erkenntnissen leiten sich Möglichkeiten und Handlungsempfehlungen zur Fräsbearbeitung von Natursteinen mit geometrisch bestimmter Schneide ab.

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Applicability of industrial robots for machining and repair processes

2013 , Uhlmann, Eckart , Heitmüller, Florian , Manthei, Marcel , Reinkober, Sascha

Defect high value components with a long life-time such as turbine blades and vanes are usually not disposed but rather repaired. Due to the lot size of 1, most of the work is done manually. With the aim of (semi-) automating the repair processes an adaptive grinding process for re-contouring of turbine blades has been developed. Industrial robots are used to provide a flexible machine system for all necessary repair process steps.

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Marktstudie Wasserstrahlschneiden 2011

2012 , Manthei, Marcel

Wasserstrahlschneiden als Fertigungstechnologie kann seit einigen Jahren auf beträchtliche Zuwachsraten in der Anwendung verweisen. Vor allem die kontinuierlich steigenden Anforderungen an die Individualität und Komplexität von Bauteilformen können durch den Einsatz dieses Strahlverfahrens bestens bedient werden. Die vom Fraunhofer IPK durchgeführte »Marktstudie Wasserstrahlschneiden 2011» gibt einen technologisch-wirtschaftlichen Branchenüberblick für den deutschsprachigen Raum. Von Januar bis März 2011 wurden 207 Unternehmen und Forschungseinrichtungen in Deutschland, Österreich und der deutschsprachigen Schweiz online und anonym befragt. 27 Prozent beantworteten u. a. die Fragen zu Technologie, Einsatz sowie Trends und zukünftigen Entwicklungen des Wasserstrahlschneidens.

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Study on process forces and wear behavior of PCD tools in stone milling

2011 , Uhlmann, Eckart , Manthei, Marcel

Standard milling tools from the metal machining industry are tested regarding their applicability for milling of natural stone materials. The study aims on qualifying customized standard milling tools for the free form machining of natural stone ob-jects for cultural and architectural purposes. The cutting process is investigated in terms of wear and process forces. The process forces are analyzed in order to model and predict the cutting forces similar to the specific cutting force model in metal cutting. As part of the studies milling tools with diamond based cutting ma-terial are investigated. To examine the applicability of standard milling tools and the influence of the tool geometry on the cutting process of natural stone, end mill cutters with two polycrystalline diamond (PCD) teeth using negative, neutral and positive rake angle are compared. For the investigation on the cutting material and the cutting forces a cylindrical end milling cutter with a single indexable insert and different diamond based cutting tool materials, especially polycrystalline diamond, is used. The results show that a specific cutting force is not measurable for the tested material and that the wear behavior of the tool is influenced by the grade of the cutting material and tool configuration.

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Maintenance, repair and overhaul in through-life engineering services

2015 , Uhlmann, Eckart , Stark, Rainer , Rethmeier, Michael , Baumgarten, Jeannette , Bilz, Martin , Geister, Claudio , Graf, Benjamin , Gumenyuk, Andrey , Grosser, Hendrik , Heitmüller, Florian , Manthei, Marcel , Reinkober, Sascha

Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) is acquiring increasing commercial and socio-economic significance. For products and goods with high investment costs and a long lifespan, especially in the sectors of energy and transportation, a considerable portion of commercial profits are generated by after-sales services. In the field of research and development, not enough attention has been paid so far to tasks and approaches involving MRO. The field thus has a limited scientific background, despite a high potential in the business sector for technological and scientific optimization. The challenges and chances of MRO for sustainable enterprises will be explained with reference to the Fraunhofer Innovation Cluster Maintenance, Repair and Overhaul in Energy and Transport. The developments and project results of the four fields of innovation »Cleaning«, »Repair and Overhaul«, »Condition Monitoring and Diagnosis«, as well as »MRO Planning and Digital Assistance« will be explained.

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Kollege Roboter für den Steinbildhauer

2012 , Vick, Axel , Manthei, Marcel , Dräger, Kai

Der Beruf des Steinbildhauers ist einer der ältesten Berufe überhaupt. Seit der Frühzeit der Menschheitsgeschichte gestalteten Bildhauer künstlerische Objekte aus Sandstein, Granit, Marmor oder ganzen Felsformationen. Heute erschaffen sie nicht nur eigene Kunstwerke, sondern restaurieren fachgerecht historische Skulpturen, profane und sakrale Architektur. Sie bedienen sich dafür pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betriebener Sägen, Meißeln und Schleifer. Am Fraunhofer IPK entwickelte Automatisierungstechnologien helfen Bildhauern bei ihrer Arbeit.

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Roboter statt Werkzeugmaschine

2012 , Schreck, Gerhard , Manthei, Marcel

Industrieroboter sind heutzutage ein Standardprodukt und selbst für große Arbeitsräume kostengünstig erhältlich. Sie werden zunehmend für maschinelle Bearbeitungsprozesse eingesetzt, die bisher Werkzeugmaschinen oder speziellen Bearbeitungsmaschinen vorbehalten waren. Im Zentrum der FuE-Arbeiten am Fraunhofer IPK stehen Untersuchungen und Anwendungsentwicklungen für das roboterbasierte Fräsen, Schleifen und Polieren. Eine besondere Herausforderung ist dabei die robotergestützte Bearbeitung harter Materialien wie Stein oder in der Luftfahrt verwendeter Legierungen und der daraus resultieren-den Anforderungen an die Steuerung und Regelung der Robotersysteme. Hier wird insbesondere die Entwicklung innovativer Lösungen mit aktiver sowie passiver Kraft- und Nachgiebigkeitsregelung verfolgt.

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Energie- und Ressourceneffizienz beim Wasserstrahlschneiden

2013 , Weber, Manuel , Manthei, Marcel

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Marktstudie Strahlverfahren 2012

2012 , Bilz, Martin , Manthei, Marcel , Motschmann, Simon , Uhlmann, Eckart

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Robotereinsatz in der Natursteinbehandlung

2011 , Surdilovic, Dragoljub , Manthei, Marcel

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