Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Trennstrahlen mit flüssigem Kohlendioxid
    (Fraunhofer Verlag, 2023)
    John, Patrick
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    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.
  • Publication
    Prototyping von Produkt-Service Systemen und Smart Services in der Konzeptphase des Entwicklungsprozesses
    (Fraunhofer Verlag, 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.
  • Publication
    Einsatzverhalten nanocomposite-beschichteter PcBN-Werkzeuge für die Hartdrehbearbeitung.
    (Fraunhofer Verlag, 2017)
    Oyanedel Fuentes, Javier Alejandro
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    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.
  • Publication
    Steigerung des Formänderungsvermögens der Magnesiumlegierung AZ31 bei Raumtemperatur unter Nutzung der elektro-magnetischen Umformung
    (Fraunhofer Verlag, 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.
  • Publication
    Einflussfaktoren der Reinigung mit flüssigem Kohlendioxid auf fertigungsrelevante Materialeigenschaften medizintechnischer Kunststoffe
    (Fraunhofer Verlag, 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.
  • Publication
    Zukunft der unternehmensübergreifenden Kollaboration
    (Fraunhofer IPK, 2016)
    Lünnemann, Pascal
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    Müller, Patrick
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    Neumeyer, Sebastian
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    Wang, Wei Min
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    Hayka, Haygazun
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    Kirsch, Lucas
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    Drewinksi, Roland
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    Hayka, Haygazun
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    Müller, Patrick
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    Stark, Rainer
  • Publication
    Zuverlässigere Gestaltung mechatronischer Produktentstehung
    ( 2008)
    Hayka, H.
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    Lüddemann, J.
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    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
  • Publication
    Kooperationsplattform für mechatronische Produktentstehung
    ( 2008)
    Hayka, H.
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    Staub, G.
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    Thamburaj, V.
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    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
  • Publication
    Wissensmanagementpraxis im Maschinenbau
    ( 2008)
    Mertins, K.
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    Orth, R.
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    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
  • Publication
    Prozessorientiertes Wissensmanagement in KMU
    ( 2007)
    Mertins, K.
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    Orth, R.
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    Finke, I.
    Mit dem Ziel der Stärkung der Wettbewerbs- und Innovationskraft von kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) wurde das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderte Verbundprojekt ProWis (Prozessorientiertes und -integriertes Wissensmanagement in KMU) ins Leben gerufen. Das Kernziel des Projektes besteht darin, praxiserprobte Lösungen des Wissensmanagement zusammenzutragen, auszuwählen und für KMU aufzubereiten. Es richtet sich insbesondere an produzierende Unternehmen aus den Branchen Automobilzulieferindustrie, Maschinen- und Anlagenbau sowie Elektronik und gliedert sich in zwei Phasen. Mit drei Unternehmen wurden in der ersten Phase die vorhandenen Wissensmanagementmethoden an die spezifischen Bedürfnisse und Anforderungen von KMU angepasst und eine Vorgehensweise für deren Einführung konzipiert. In der zweiten Phase steht dieses Umsetzungsmodell nun zwölf weiteren Unternehmen als serienreife Anwendung zur Verfügung. Entnommen aus TEMA