Potentiale und Restriktionen von Gitterstrukturen für die additive Fertigung

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

2347 Downloads (Pure)

Abstract

Generative Fertigungsverfahren ermöglichen neue Wege, Bauteile hinsichtlich Steifigkeit und Materialausnützung zu gestalten. Die Topologieoptimierung skizziert einen technischen Rahmen für die Entwicklung hochkomplexer Bauteile. Vereint man beide Technologien sind nahezu alle Bauteilgeometrien realisierbar. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Bestimmung der Potentiale sowie auch die Einschränkungen bei der Verwendung von Gitterstrukturen für die Optimierung und der anschließenden Herstellung durch die additive Fertigung. Darüber hinaus werden auch die Einflüsse einer Wärmebehandlung auf das Gefüge und auf die mechanischen Eigenschaften der additiv hergestellten Bauteile untersucht. Alle Informationen aus diesen Schwerpunkten wurden in Form von konkreten Anwendungsbeispielen zusammengefasst und diskutiert. Das erste Beispiel ist eine patentierte hybride Materialverbindung zwischen Kunststoff und Metall hergestellt mittels additiver Fertigung und Spritzguss. Die zweite Anwendung ist die Verwendung von Gitterstrukturen für den konturnahen Einsatz in Werkzeugkühlsystemen. Basierend auf dieser Untersuchung wird die Anwendbarkeit von Gitterstrukturen in Heat Pipes und Thermosifons diskutiert. Abschließend werden speziell für Gitterstrukturen erweiterte Designrichtlinien definiert. Für die automatisierte Berechnung der mechanischen Eigenschaften von Gitterstrukturen wird ein MatLab Programm vorgestellt, dass die Erkenntnisse aus den analytischen und praktischen Untersuchungen vereint.
Titel in ÜbersetzungPotentials and restrictions of lattice structures for the additive manufacturing
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Schuecker, Clara, Beurteiler B (intern)
  • Buchmayr, Bruno, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2018

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Additive Fertigung
  • Topologieoptimierung
  • Gitterstrukturoptimierung
  • Aluminium
  • Pulverwerkstoffe
  • mechanische Eigenschaften
  • Designrestriktionen

Dieses zitieren