Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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Trennstrahlen mit flüssigem Kohlendioxid

2023 , John, Patrick , Uhlmann, Eckart

Das Hochdruckstrahlspanen mit flüssigem Kohlenstoffdioxid (HDCO2) ist ein trockener und rückstandsfreier Fertigungsprozess, der die Vorzüge des konventionellen Wasserstrahlschneidens mit den Potenzialen der Reinigungsverfahren des Schnee- und Pelletstrahlens vereint. Die industrielle Ausbreitung dieser jungen Technologie scheitert momentan an einem geringen Wissensstand und dem fehlenden Nachweis der Konkurrenzfähigkeit. Daher bildet die vorliegende Arbeit eine Grundlage für die Erhöhung der Produktivität und Qualität beim HDCO2. Erstmals werden das Abrasivstrahlen mittels HDCO2 entwickelt und neue Erkenntnisse zu Strahlgeometrie sowie entstehenden Werkstückeigenschaften beim Trennstrahlen mit flüssigem Kohlenstoffdioxid gewonnen. Die durchgeführten Verfahrensvergleiche und Materialuntersuchungen verdeutlichen neue Erkenntnisse über Wirkzusammenhänge und Abtrennmechanismen. Insgesamt führen die Untersuchungen der Einsatzbedingungen und der anwendungsnahen Einseitenbearbeitung von CFK/GFK-Hohlkammerbauteilen zu unterschiedlichsten Empfehlungen für den industriellen Einsatz der neuartigen Technologie.

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Steigerung des Formänderungsvermögens der Magnesiumlegierung AZ31 bei Raumtemperatur unter Nutzung der elektro-magnetischen Umformung

2017 , Prasol, Lukas

Das geringe Formänderungsvermögen der Magnesiumlegierung AZ31 in konventionellen Blechumformprozessen bei Raumtemperatur limitiert den Einsatz in industriellen Anwendungen. Das elektro-magnetische Blechumformen hat eine Steigerung des Formänderungsvermögens der Magnesiumlegierung AZ31 bei Raumtemperatur zur Folge. Inhalt dieser Arbeit ist eine systematische Untersuchung des Formänderungsvermögens der Magnesiumlegierung AZ31 bei elektro-magnetischer Blechumformung und Raumtemperatur. Durch die Entwicklung eines FE-Simulationsmodells unter Integration eines formänderungsgeschwindigkeitsangepassten Werkstoffmodells ist eine Untersuchung der maßgeblichen, das Formänderungsvermögen beeinflussenden Effekte der Magnesiumlegierung AZ31 bei elektro-magnetischer Blechumformung realisierbar. Das Formänderungsvermögen wird experimentell im Belastungszustand der ebenen Dehnung und bei bi-axialer Streckziehbelastung ermittelt. Die prozessbedingte Joulesche Erwärmung des Werkstücks sowie die hohe Formänderungsgeschwindigkeit bewirken eine Steigerung des Formänderungsvermögens der Magnesiumlegierung AZ31 bei Raumtemperatur im Vergleich zu konventionellen Blechumformprozessen.

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Wissensmanagementpraxis im Maschinenbau

2008 , Mertins, K. , Orth, R. , Stolte, H.

Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau befindet sich gegenwärtig in einer robusten Wachstumsphase. Das gute internationale Geschäft ist für viele Unternehmen der Branche zu einem wichtigen Standbein des Geschäftserfolgs geworden. In solch einem von Wachstum und hoher Internationalisierung gekennzeichneten Umfeld ist die Ressource Wissen ein erfolgskritischer Wettbewerbsfaktor. Diese Ressource zu nutzen und auszubauen ist Bestandteil einer wissensorientierten Unternehmensführung. Dieser Beitrag stellt Konzepte und Methoden in den Mittelpunkt, die eine wissensorientierte Unternehmensführung und eine nachhaltige Implementierung von Wissensmanagement ermöglichen. Durch den Einsatz der Wissensbilanz und der GPO-WM-Prozessanalyse (GPO-WM -Geschäftsprozessorientiertes Wissensmanagement) ist ein durchgängiges und systematisches Vorgehen gewährleistet: von der strategischen Ausrichtung bis zur operativen Implementierung. Beide Methoden wurden bereits zahlreich in den vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie unterstützten Projekten >Wissensbilanz - Made in Germany< und >ProWis - Prozessorientiertes und -integriertes Wissensmanagement in KMU< angewendet. Am Beispiel der Braunschweigischen Maschinenbauanstalt AG wird das Vorgehen in seiner praktischen Anwendung beschrieben. Entnommen aus TEMA

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Engineering hybrider Leistungsbündel - Automatisierung in der Erbringung hybrider Leistungsbündel

2007 , Eisenberg, M. , Binder, T. , Meyer, M. , Geisert, C.

Im Rahmen des von der DFG geförderten Transregio 29 entwickeln die Ruhr-Universität Bochum und die Technische Universität Berlin gemeinsam innovative, nutzenorientierte Geschäftsmodelle für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau. Diese bauen auf einem neuen Produktverständnis auf, in welchem Dienst- und Sachleistungsanteile der Produktion in integrierter und sich gegenseitig determinierender Form betrachtet werden und zu hybriden Leistungsbündeln (HLB) verknüpft sind. Im Vordergrund steht dabei der Gedanke der Problemlösung als HLB-Angebot. Zur Entwicklung neuer Geschäftsmodelle im Bereich der Investitionsgüterindustrie ist ein Paradigmenwechsel, weg von der getrennten Entwicklung von Sach- und Dienstleistung, hin zur integrierten Betrachtung als hybride Leistungsbündel notwendig. Voraussetzung für eine effiziente Erbringung solcher hybrider Leistungsbündel ist ein hohes Maß an Automatisierung unter Einbeziehung beider, der Sach- und der Dienstleistungsanteile. Die Entwicklung des Konzepts der Virtual Life Cycle Unit, welches eine HLB-Steuer- und -Regelungseinheit beinhaltet, ist Bestandteil der Forschungsarbeiten im von der DFG geförderten Sonderforschungsbereich 'Transregio 29 -Engineering hybrider Leistungsbündel'. Entnommen aus TEMA

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Prototyping von Produkt-Service Systemen und Smart Services in der Konzeptphase des Entwicklungsprozesses

2019 , Exner, Konrad

Aus politischer und wirtschaftlicher Sicht wurden in den letzten Dekaden zwei Treiber eines notwendigen Wandels fokussiert: Zum einen die systematische Unterstützung des gesamtwirtschaftlichen Trends hin zu einer Dienstleistungsgesellschaft, zum anderen die Digitalisierung und Automatisierung der Industrie zur Steigerung der Qualität und Effizienz. Die Evolution und Synthese dieser beiden Perspektiven führte zur Verbreitung und Akzeptanz ganzheitlicher Leistungsangebote sowie der damit einhergehende Bedarf der Wirtschaft diese Produkt-Service Systeme (PSS) erfolgreich zu entwickeln. Die vorliegende Arbeit fokussiert dazu die frühe Phase des Entstehungsprozesses und adressiert Lösungen, die es ermöglichen erste Konzepte von PSS mittels innovativer Prototypen für die am Prozess beteiligten Stakeholder erlebbar und bewertbar zu machen. Zudem befähigt die Methode die Konzeptionierung von Smart Services. Beide Lösungen sind synergetisch in einer ganzheitlichen Entwicklungsvorgehensweise verortet und bieten somit die Möglichkeit einer systematischen Entwicklung. Die entwickelten Ergebnisse befähigen die digitale Transformation der Unternehmen im Zeitalter der Digitalisierung.

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Einsatzverhalten nanocomposite-beschichteter PcBN-Werkzeuge für die Hartdrehbearbeitung.

2017 , Oyanedel Fuentes, Javier Alejandro , Uhlmann, Eckart

Diese Dissertation verschafft einen Überblick über das Einsatzverhalten nanocomposite-beschichteter PcBN-Werkzeuge für die Bearbeitung gehärteter Stähle. Dabei wird speziell auf die Verschleiß- und Temperaturentwicklung im Hartdrehprozess eingegangen.

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Zuverlässigere Gestaltung mechatronischer Produktentstehung

2008 , Hayka, H. , Lüddemann, J. , Stark, R.

Mechatronik wird als das enge synergetische Zusammenwirken von Maschinenbau, Elektrotechnik und Informationstechnik beim Entwurf und der Herstellung industrieller Erzeugnisse sowie bei der Prozessgestaltung definiert. Damit verbunden ist aber auch eine erhebliche Zunahme der Komplexität und Interdisziplinarität, deren Beherrschung neuartige Methoden und Werkzeuge erfordert. Das Verbundvorhaben MIKADO hat zum Ziel, Methoden und Werkzeuge bereitzustellen, welche die heutige Vorgehensweise in der mechatronischen Produktentstehung zu einem fachübergreifenden System Engineering ausbauen. Dafür wird ein disziplinübergreifendes Lösungskonzept in den frühen Phasen der Produktentwicklung erarbeitet, um eine frühzeitige Koordination der Disziplinen und ein hohes Niveau der Fehlervermeidung auf der Basis einer Mechatronik-Kooperationsplattform zu erreichen. Die Ergebnisse des Verbundprojektes MIKADO bestehen nicht nur aus Methoden und Werkzeugen, sondern auch aus Anwendungsbeispielen, Prozesslösungen sowie Dienstleistungen zur Beratung und zur Systemeinführung. Entnommen aus TEMA

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Einflussfaktoren der Reinigung mit flüssigem Kohlendioxid auf fertigungsrelevante Materialeigenschaften medizintechnischer Kunststoffe

2017 , Mankiewicz, Johannes

Durch seine chemischen und physikalischen Vorteile hat sich Kohlendioxid in der Verfahrens- und Produktionstechnik in verschiedenen Anwendungen etabliert. Der reinigungstechnische Einsatz ist aktuell noch auf das Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen beschränkt. Bei der Imprägnierung und Färbung von Kunststoffen gehört es zum etablierten Stand der Technik. Die Anwendung der flüssigen Phase des Kohlendioxids für die Lösemittelreinigung hat sich in der industriellen Praxis noch nicht durchsetzen können. Vor diesem Hintergrund besteht ein besonderes Potential der Technologie für medizintechnische Produktionsprozesse zur rückstandsfreien Reinigung von Kunststoffen, ohne eine anschließende Trocknung. Die vorliegende Arbeit fokussiert sich auf die Erarbeitung von Erkenntnissen zum Einfluss der Reinigung mit flüssigem Kohlendioxid auf die konstruktions- und fertigungstechnischen Materialeigenschaften von medizintechnischen Kunststoffen. Dazu werden aus der Gruppe der Elastomere sowie der amorphen und teilkristallinen Thermoplaste Kunststoffe im Rahmen des entwickelten Versuchsprogramms zum Einfluss der Reinigungszeit sowie der Parametrisierung des Übergangs zwischen Prozess- und Umgebungsbedingungen untersucht. Dies erlaubt die Beschreibung signifikanter Eigenschaftsänderungen der Materialien hinsichtlich der Gravimetrie, Geometrie, Zugfestigkeit, Oberflächenhärte und Quellung. Die dadurch erlangten Erkenntnisse erweitern das Prozessverständnis zur reinigungstechnischen Anwendung von flüssigem Kohlendioxid und erlauben die Ableitung von grundsätzlichen Anwendungshinweisen für den angestrebten Einsatz in der Praxis.

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Zukunft der unternehmensübergreifenden Kollaboration

2016 , Lünnemann, Pascal , Müller, Patrick , Neumeyer, Sebastian , Wang, Wei Min , Hayka, Haygazun , Kirsch, Lucas , Drewinksi, Roland , Hayka, Haygazun , Müller, Patrick , Stark, Rainer

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Kooperationsplattform für mechatronische Produktentstehung

2008 , Hayka, H. , Staub, G. , Thamburaj, V. , Zhang, Q.

Für die effiziente Entwicklung mechatronischer Produkte sind eine disziplinübergreifende Koordination bei der Planung und der Durchführung von Entwicklungsvorhaben und eine informationstechnisch abgestimmte Zusammenarbeit in unterschiedlichen Fachdisziplinen wie Maschinenbau, Elektrotechnik sowie Informationstechnik erforderlich. Im Verbundprojekt MIKADO wird zur Unterstützung der interdisziplinären sowie unternehmensübergreifenden Zusammenarbeit eine Kooperationsplattform für mechatronische Produktentstehung entwickelt. Sie schafft eine integrierte Informations- und Systemumgebung für die beteiligten Entwickler. Eine wesentliche Aufgabe der Plattform besteht in der Vernetzung der in der mechatronischen Produktentwicklung benutzten Systeme sowie in der Integration der heterogenen Teilmodelle der involvierten Fachdisziplinen. Sie stellt zudem eine geeignete Basis für die virtuelle Absicherung mechantronischer Systeme sowie spezifische Prüf-, Test-, und Diagnoseverfahren zur Verfügung. Anhand eines Anwendungsfalls aus dem industriellen Umfeld wird die Nutzung der Plattform veranschaulicht. Entnommen aus TEMA

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