Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Qualitätssicherung beim Laser-Pulver-Auftragschweißen
    ( 2024-02-01)
    Lemke, Josefine orcid-logo
    In der modernen Fertigungstechnik spielt der Einsatz von korrosionsbeständigem Stahl eine große Rolle. Die kohlenstoffarme Edelstahllegierung 1.4404 (AISI 316L) ist ein häufig eingesetzter Werkstoff in der additiven Fertigung. Hier kann das Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA), engl. Directed Energy Deposition DED-LB, das weit verbreitete Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) aufgrund höherer Auftragsraten und seiner Flexibilität in einigen Bereichen ergänzen und sogar ersetzen. Mit interessanten Perspektiven in der Bremsscheibenfertigung für Automobile.
  • Publication
    Tailor Welded Blanking Digital
    ( 2023-11-30)
    Weber, Joshua
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    Daniel, González
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    Höfemann, Matthias
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    Joos, Paul
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    Rys, Anastasia
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    Lemke, Josefine orcid-logo
    Der immer effizientere Einsatz von Energie und Ressourcen bleibt eine große Herausforderung, die nur mit innovativen Lösungen zu bewältigen ist. Ein schneller, günstiger und ressourcenschonender Ansatz ist die Anwendung von digitalen Methoden. Vor allem bei anspruchsvolleren Fertigungsketten, wie die Herstellung von Karosseriebauteilen aus Tailor Welded Blanks, ist es sinnvoll, die Produktauslegung bzw. die Prozessauslegung vor der eigentlichen Produktion digital und ganzheitlich zu simulieren, um Werkzeuganpassungen und unnötige Versuche zu verhindern. Dies funktioniert mit der Benutzung eines sogenannten digitalen Zwillings für die Fertigungskette durch die Verknüpfung von numerischen Simulationen, die die einzelnen Prozessschritte abbilden.
  • Publication
    Result quality evaluation of Directed Energy Deposition Additive Manufacturing simulations with progressive simplification of transient heat-source motion
    ( 2022-09-05)
    Biegler, Max
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    Elsner, Beatrix A.M.
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    Neubauer, Ingo
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    Lemke, Josefine orcid-logo
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    Rethmeier, Michael
    Directed Energy Deposition (DED) additive manufacturing has recently been adopted in the industry for the build-up of structural components with weld lengths up to kilometers. As with all welding processes, DED suffers from thermal distortion, causing loss of dimensional accuracy and risk of cracking. Currently, process optimization with objective to minimize distortion requires expensive experimental trial-and-error. With numerical simulation of the DED process, this distortion compensation can be performed virtually, significantly reducing experimental trials. Although such approaches are generally available, their widespread adoption is currently being hampered by long computational times for large builds. This work presents a novel approach to reduce the calculation time by a simplification of the transient heat-source motion. This approach is assessed in terms of result accuracy for an industrial-scale component by progressively reducing the resolution of the heat-source motion. Calculation times as well as distortions in comparison to experimental trials are investigated.
  • Publication
    Nachhaltiger im Automobil mit TWB
    ( 2022-07-30)
    Lemke, Josefine orcid-logo
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    Weber, Joshua
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    Kompenhans, Moritz Niklas
    ;
    Höfemann, Matthias
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    Joos, Paul
    CO2-Footprint von Fahrzeugen wird maßgeblich durch ihr Gewicht bestimmt. Spezielle Blechplatinen - bislang noch nicht in Serie eingesetzte Tailor Welded Blanks aus höchstfesten Stählen mit Festigkeiten von 1000 MPa - können diesen verringern. Die Verarbeitung geschweißter höchstfester Platinen kann jedoch noch zu Diskontinuität im Bauteil führen. Den Prozess rein experimentell auszulegen ist teuer und verschwendet Material und Ressourcen. Dem begegnet das BMWK-Projekt TWBlock mit numerischen Simulationen und deren Absicherung durch die Blockchain-Technologie über die gesamte Prozess- und Wertschöpfungskette.
  • Publication
    More sustainable in the automobile with tailor welded blank (TWB)
    ( 2022-07-01)
    Lemke, Josefine orcid-logo
    ;
    Weber, Joshua
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    Kompenhans, Moritz
    ;
    Höfemann, Matthias
    ;
    Joos, Paul