Entwicklung eines ganzheitlichen Konzepts für das Pulver- und Teilehandling an einer Laser-Metal-Fusion Anlage. - 130 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
In dieser Arbeit wird die Konzeption des Pulver- und Teilehandlings an einer Laser-Metal-Fusion-Anlage dargestellt. Dazu werden die zugrundeliegende Maschine und die notwendigen technischen Randbedingungen beschrieben. Anschließend werden die Prozessschritte, die im Umfeld der Anlage auftreten, beschrieben und systematisiert, um sie in Stationen aufzuteilen. Diese Stationen sollen Metallpulver und das fertige Bauteil trennen und das Pulver aufbereiten. Für diese Stationen werden Funktionsanalysen durchgeführt und für die Funktionen Lösungen entwickelt und bewertet. Die Lösungen für die Stationen werden dann zu einem modularen System verknüpft. Anschließend werden das modulare Konzept bewertet und Lücken im Konzept aufgezeigt. Um diese Lücken zu schließen werden ergänzende Konzepte entwickelt, die auf bereits vorhandenen Komponenten aufbauen oder Anforderungen und Lösungen für neue Komponenten definieren. Als nächstes müssen die Konzepte in Prototypen umgesetzt und erprobt werden.
Erarbeitung eines Konzepts zur automatisierten Verdrehung eines variablen Produktspektrums innerhalb einer definierten Prozesskette. - 90 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
In dieser Bachelorarbeit wird auf der Grundlage des konstruktiven Entwicklungsprozesses nach VDI 2221 ein Konzept zur automatisierten Torsion eines variablen Produktspektrums erstellt. Nach der Analyse der Werkstücke und ihrer spezifischen Eigenschaften werden sowohl die elastischen und plastischen Winkel untersucht, als auch die Momente und Kräfte zur Verdrehung und Auslegung einer Gesamtanlage berechnet. Anschließend erfolgt das Erstellen von mehreren technischen Prinzipien einer Gesamtanlage und Bewerten nach technischen und ökonomischen Kriterien. Das daraus hervorgegangene Prinzip wurde zu einem konstruktiven Entwurf umgesetzt, aus welchem sich benötigte Elemente und das Abmaß der Anlage ableiten lassen. Auf Grund der Kosten und des Aufwands der Herstellung erfolgte eine Eingrenzung des Automatisierungsgrades der Maschine.
Entwicklung einer Umreifungsmaschine für Langgüter. - 246 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Abhängig von der Anlagenplanung werden Langgüter, wie Profile oder Rohre, bei der Produktion häufig in Querlauf, also senkrecht zu ihrer längsten Ausdehnungsrichtung, gefördert. Sollen diese nun mittels Umreifung gebündelt werden, kann keine herkömmliche Umreifungsmaschine mit geschlossenem Bandführungsrahmen eingesetzt werden. Mit dieser Arbeit soll eine Maschine entwickelt werden, die Langgüter im Querlauf umreifen kann und deren Verfügbarkeit über die bestehender Lösungen hinausgeht. Aufbauend auf einer Markt- und Patentanalyse werden Schwachstellen der existierenden Lösungen hinsichtlich deren Verfügbarkeit aufgezeigt und Anforderungen an die zu entwickelnde Maschine abgeleitet. Es werden verschiedene mögliche Konzepte für die Form, Teilung und Bewegung der Bandführung systematisch hergeleitet und mittels Bewertung eine favorisierte Lösung gewählt. Für die notwendigen Funktionselemente werden Umsetzungsvorschläge in einer Kombinationstabelle gesammelt und aus dieser mehrere Technische Prinzipe abgeleitet, von denen ein bevorzugtes weiterentwickelt wird. Zu diesem werden relevante Berechnungen durchgeführt und schlussendlich eine vollständige Konstruktion erstellt. Für diese wird eine Abschätzung der technischen Verfügbarkeit durchgeführt.
Entwicklung, Herstellung und Erprobung eines Mehrkomponenten-Extrudersystems und dessen Integration in ein bestehendes dreiachsgesteuertes Fräszentrum für die additive Fertigung unter der Verwendung von granuliertem Kunststoff. - 209 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die additive Fertigung nimmt in den letzten Jahren stark an Bedeutung zu. Ein Grund dafür ist die direkte Herstellung von Bauteilen aus Konstruktionsdaten, ohne die Verwendung von speziellen Werkzeugen. Der Wegfall von wichtigen Schlüsselpatenten führte zu maßgeblichen verfahrenstechnischen Verbesserungen. So können heute Bauteilqualitäten von großer industrieller Bedeutung erzeugt werden. Die gegenwärtige Marktentwicklung spaltet sich in zwei Entwicklungstendenzen auf: - industrieller Einsatzbereich; - Bereich der Privatverbraucher. Die Verfahrensart des FDM 3D-Drucks ist zunehmend relevant. Deshalb soll diese Bachelorarbeit hauptsächlich den FDM 3D-Druck thematisieren. Die derzeitige FDM-Anwendung erfordert einen Einsatz von speziellen Produktionsmaterialien. Dabei werden Kunststoffe in Strangform (sogenannte Filamente) verarbeitet. Diese sind aufgrund von hohen Materialkosten und nicht geltender branchenüblicher Standards für die industrielle Verwendung ungeeignet. Ebenfalls sind Restriktionen bezüglich verfügbarer Arbeitsbauräume vorhanden. Einkomponentenextruder finden derzeitigen Einsatz, die eine gleichzeitige Verwendung von mehreren Materialien ausschließen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde ein Mehrkomponenten-Extrudersystem zur Verwendung von granulierten Kunststoffen entwickelt. Dabei erfolgte eine massestrombasierte Extruderschneckenauslegung. Es wurde sowohl der heutige technische Stand des FDM 3D-Drucks, als auch der gegenwärtige Standard der Extrusionstechnik analysiert und wiedergegeben. Das Extrudersystem wurde in ein bestehendes dreiachsgesteuertes Fräszentrum integriert, was einen industrietauglichen Bauraum aufwies. Weiterhin wurde die Funktionalität mittels erfolgter Materialversuche sowohl mit Mikrokunststoffgranulaten als auch mit standardisiertem Kunststoffspritzgußgranulaten geprüft. Die Untersuchungsergebnisse brachten Aufschluss über die Verwendbarkeit von getesteten Materialien.
Systematische Überarbeitung eines mobilen Roboters für potentielle Anwendungsfelder. - 95 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die Fa. HENKEL+ROTH GmbH bietet mit dem mobilen Roboter "MR 2.0" eine innovative Lösung zur flexiblen Automatisierung von Produktionsprozessen. Es handelt sich hierbei um eine Kombination aus einem fahrerlosen Transportsystem und einem Standard-Industrieroboter. Dieser modular aufgebaute Roboter navigiert ohne mechanische oder elektronische Schienensysteme. Eine integrierte Leistungsversorgung ermöglicht einen kabellosen Betrieb. Dies erhöht den Aufgabenbereich des Roboters immens. Mehrere Messeauftritte machten deutlich, dass das Interesse an einer flexiblen Robotik-Applikation groß ist und stetig wächst. Dies ist Motivation zur Fortführung der Entwicklung, welche in dieser Abschlussarbeit vorangetrieben werden soll. Im Zuge dieser Arbeit soll ermittelt werden, wo die Interessen potentieller Kunden liegen und welche Fähigkeiten dem mobilen Roboter und dessen Peripherie verliehen werden müssen, um den Anforderungen der Interessenten gerecht zu werden. Im Anschluss werden diese Erkenntnisse in den Entwicklungs- und Konstruktionsprozess einer neuen mobilen Transportplattform einfließen. Gegenstand des ersten Teils dieser Arbeit wird eine Online-Befragung sein. Dabei wird aus Firmenkontakten vergangener Anfragen und Messeausstellungen ein Teilnehmerpool zusammengestellt. Nach Beendigung der Umfrage werden die Ergebnisse analysiert und anschaulich dokumentiert. Ausgehend von dieser Basis werden im zweiten Teil der Arbeit Anforderungen für die Neuentwicklung einer Transportplattform erarbeitet und anschließend konstruktiv umgesetzt. Da je nach Kundenwunsch unterschiedlichste Anforderungen existieren können, soll ein universeller Lösungsansatz entwickelt werden, der es ermöglicht mobile Plattformen verschiedener Größe und Ausstattung anhand eines Basissystems ohne übermäßigen Aufwand herzustellen. Ziel ist es somit ein universelles und kundenorientiertes Produktportfolio anbieten zu können. Aufgrund des beschränkten zeitlichen Rahmens dieser Abschlussarbeit kann keine vollständige Konstruktion des Gesamtsystems inklusive seiner Peripherie erfolgen. Deshalb wird als Abschluss der Arbeit ein Ausblick über noch fehlende und fortzuführende Arbeiten gegeben, welcher zugleich als Verknüpfung für die zukünftige Entwicklung dienen soll.
Entwicklung eines Konzeptes für die Integration von Elektro- und Hybridantrieben in eine Fahrsimulationssoftware. - 53 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Diese Bachelor-Arbeit befasst sich mit der Integration von Fahrzeugen mit Elektro- und Hybridantrieben in die Fahrsimulationssoftware OpenDS, um später eine Untersuchung der Lärmbelästigung durch solche Fahrzeuge vornehmen zu können. Ausgehend von einer Analyse der Funktionsweise dieser Antriebe werden Parameter, die zur Darstellung der Antriebe in der Software geeignet sind, spezifiziert. Anhand einer Untersuchung des bestehenden Ablaufs der Simulation von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und der herausgearbeiteten Parameter werden eigene Konzepte zur Simulation der neuartigen Antriebe entwickelt. Schließlich werden diese Konzepte durch Programmierung in der Sprache Java in den Fahrsimulator integriert und deren Funktion getestet.
Entwicklung eines Gebläsekonzeptes für die Mähdrescherreinigung nach dem Baukastenprinzip. - 158 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Im Rahmen der Bachelorarbeit wird ein Gebläsekonzept für die Mähdrescherreinigung entwickelt, welches über Modularisierungsprinzipien in allen Mähdrescher-Baureihen eingesetzt werden kann. Die Modularisierung von Maschinen und Produktion ist aufgrund der schnellen Marktveränderungen und der individuellen Kundenwünsche erforderlich. Auch die Einsparung von Kosten hat dabei eine große Bedeutung. Zunächst wird im Rahmen der Modularisierung getestet, ob eine andere Gebläsebauart als die der Serienmaschinen Verwendung finden kann. Der Beschreibung des Aufbaus und der Funktion eines Mähdreschers folgt eine Ist-Stand Analyse der Technik. Auf dieser Basis werden Anforderungen und Kriterien zur systematischen Auswahl eines Gebläse-Prinzips aufgestellt. Folgend wird die Integration der Bauarten in das bestehende Maschinenkonzept überprüft. In Form eines Paarvergleichs erfolgt die Auswahl einer geeigneten Gebläsebauart, welche im Hinblick auf Funktion und Kosten optimiert wird. Daran anschließend werden auf der Grundlage definierter Anforderungen an das neue Konzept Lösungsvarianten für die verschiedenen Schnittstellen im Gebläse entwickelt und dargestellt. Aus einer Bewertung geht ein optimales Gebläsekonzept hervor, welches in CATIA V5 konzeptionell ausgearbeitet wird.
Toleranzuntersuchungen an Planetenradsätzen. - 93 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Für ein konkretes Planetenradgetriebe wird der Planetenträger hinsichtlich der Vermeidung von Eingriffsstörungen in der Verzahnung und einem Erhalt der Tragfähigkeit der Verzahnung toleriert. Dazu werden alle relevanten Abweichungen der Verzahnung und der Peripherie zusammengetragen und deren Auswirkungen erschlossen. Es handelt sich dabei um einen einfachen Planetenradsatz - bestehend aus Sonnenrad, Hohlrad und drei bzw. vier Planetenrädern - mit Schrägverzahnung. Weiterhin werden mögliche Bezugssysteme für den Planetenträger vorgestellt und Toleranzverknüpfungen für die funktionskritischen Schließtoleranzen gebildet. Die funktionskritischen Kenngrößen sind dabei Achsabstand, Planetenteilung, Neigung und Schränkung. Voruntersuchungen zur Verzahnungsqualität klären deren Einfluss auf die Toleranzgrenzen, weil die Toleranzsynthese für den Planetenträger eine fertig ausgelegte Verzahnung voraussetzt. Im Umfang der Synthese werden auch FE-Untersuchungen zu Verformungen im Planetenradsatz unter verschiedenen Randbedingungen durchgeführt. Statisch bestimmte und überbestimmte Systeme mit unterschiedlichem Belastungsausgleich werden hierbei analysiert. Ebenso werden FE-Untersuchungen von Planetenträgerkonstruktionen zur Ermittlung der Verformung unter Last getätigt. Im Rahmen der Arbeit werden zudem tendenzielle Auswirkungen von Abweichungen der funktionskritischen Kenngrößen auf das Geräuschverhalten eines Planetengetriebes und Einflüsse möglicher Korrekturen dargestellt. Abschließend werden Konstruktionsrichtlinien abgeleitet, die Vorteile bei der Tolerierung und für das Betriebsverhalten eines Planetenradgetriebes ergeben.
Entwicklung eines Variantenprogramms zur Teilautomatisierung von Entwicklungsprozesssen für Stanzwerkzeuge an Gummiprofilen im Automobilbau. - 68 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
In der vorliegenden Masterarbeit wird die Konstruktion von ausgewählten Werkzeugen, die durch Messer- und Scherschneiden biegeschlaffe Gummiprofile für die Türabdichtung beim Automobilbau konfektionieren, teilautomatisiert. Für die Konfektionierung mit diesen Werkzeugen durchlaufen vorabgelängte Gummiprofile eine modular aufgebaute, automatische Bearbeitungsanlage. Zu Beginn der Arbeit entstehen anhand des Produktlebenszyklus Anforderungen an die Aufgabe. In einem nächsten Schritt werden bereits bekannte Schnittbearbeitungen an diesen Profilen analysiert und kategorisiert. Aus diesen Kategorien entstehen nach Auswahl von Bearbeitungen für die Teilautomation verschiedene Konstruktionen für Vorlagewerkzeuge nach einem erstellten Lösungsmuster. Ebenfalls wird der Materialkennwert für die notwendige Schneidkraft bei linearem Materialverhalten dieser Gummiprofile ermittelt. Abschließend wird anhand der Anforderungen, gesammelten Informationen und Festlegungen ein Variantenprogramm mit der Software Visual Basic im CAD-System Autodesk Inventor 2011 erstellt. Die Ergebnisse der Masterarbeit zeigen eine Kosten- und Zeitersparnis durch die Teilautomatisierung und Standardisierung bei der Konstruktion auf. Als weiteres Ergebnis sind Richtlinien und Regeln entstanden, die bei dem Umgang mit diesen Gummiprofilen bei der Erstellung von Werkzeugen für die Konfektionierung zu beachten sind.
Systematische Entwicklung eines Kraftmesssystems für die Lorentzkraft-Anemometrie an der offenen Gießrinne. - 118 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Diese Masterarbeit befasst sich mit der systematischen Entwicklung eines Kraftmesssystems für die Lorentzkraft-Anemometrie an der offenen Gießrinne. Ausgangspunkt ist die strukturierte Analyse möglicher Kraftmessprinzipe unter Beachtung der gegebenen Rahmenbedingungen. Nach dem Präzisieren der Aufgabenstellung folgt die Konzeption des Labormessgerätes inklusive Magnetsystemaufnahme, Messsystem und Führung unter Beachtung der Werkstoffauswahl. Aufbauend aus den gefundenen Lösungen wird ein konkretisiertes Technisches Prinzip erstellt. Dieses dient als Grundlage für konstruktive Umsetzung des Lofometers. Die Ergebnisse dieses Prozesses werden abschließend anhand des 3D-CAD-Modells erläutert. Schlagwörter: Lofometer, Lorentzkraft-Anemometrie, offene Strömung, offene Gießrinne