620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Bedingt durch die zunehmende Bedeutung des Selektiven Laserschmelzens wird innerhalb des Fachbereichs Maschinebau der FH Dortmund an der Weiterentwicklung und Lehre des Selektiven Metall-Laserschmelzens gearbeitet.
Zum Erreichen eines tieferen Prozessverständnisses sowie einer effizienteren Parametrisierung werden in der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und Bauteileigenschaften untersucht. Dabei wurde im Rahmen experimenteller Versuche kein signifikanter Unterschied zwischen neuem und aufbereitetem Ausgangsmaterial (1.4404 Pulver) detektiert. Durch die Analyse der vorhandenen Parametersätze wurden die Haupteinflussfaktoren für die Bauteileigenschaften identifiziert. Darüber hinaus wurde der Zusammenhang zwischen Energieeintrag und Schmelzspurbreite sowie die Korrelation zwischen Energieeintrag und Gefügedichte bestätigt.
Die vorliegende Masterthesis behandelt die Prozess- und Kristallstruktursimulation Selektiv
Lasergeschmolzener CuSn10 Bauteile mit Ansys. Zunächst wurde das Ausgangspulver
untersucht und auf der vorhandenen Fertigungsanlage parametrisiert. Mit dem erstellten
Parametersatz wurden Werkstoffproben gefertigt und untersucht, um zusammen mit
Literaturwerten ein Werkstoffmodell für die Simulationen aufbauen zu können. Anschließend
wurde ein thermisch-mechanisches Modell zur Prozesssimulation in Ansys aufgebaut und
anhand gefertigter Bauteile kalibriert. Es gelang, damit die Eigenspannungen in einem Bauteil
vorherzusagen, welches zuvor gefertigt und mittels Bohrlochmethode untersucht wurde. Eine
weitere Validierung scheiterte aufgrund der gewählten Geometrie des Validierungsbauteiles .
Die Kristallstruktur konnte mit einem in Ansys hinterlegten Werkstoffmodel für einen 1.4404
simuliert und mit vorhandenen Werten überprüft werden. Mit dem erstellten Werkstoffmodell
wurde die Kristallstruktur für CuSn10 vorhergesagt, jedoch im Rahmen dieser Arbeit nicht
validiert. Abschließend wird eine Empfehlung für das weitere Vorgehen gegeben.
Die Arbeit stellt aufbauend auf den Grundlagen von Microsoft's .NET-Technologie die Implementierung einer Client/Server-Anwendung innerhalb einer verteilten Architektur vor, die mittels einer speziellen Schnittstellendefinition konform zur Stationsleittechniknorm IEC 61850 ist. Es werden ausgewählte Funktionsknoten beispielhaft dargestellt und ihre Client/Serverkommunikation mittels des .NET-Remotingframeworks beschrieben.
Im Rahmen der Arbeit wurde mittels der Microsoft .NET-Entwicklungsplattform die Anwendung "Visual SOM Studio" entwickelt. Es handelt sich dabei um ein Projektierungswerkzeug, mit dem Objektkonfigurationen auf Grundlage des SOM ("substation object model")- Schnittstellenmodells erstellt werden können. Durch die Unterstützung des SOM-Schnittstellenmodells ist Visual SOM Studio in der Lage, Objektkonfigurationen nach IEC 61850 Teil 7 für Stationsleitsysteme zu erzeugen. Des weiteren wird die Protokollebene der Kommunikation zwischen Objekten über das .NET-Remotingframework beleuchtet, um das Kommunikationsverhalten von Serverobjekten des SOM-Schnittstellenmodells zu verdeutlichen.
Die vorliegende Diplomarbeit wurde im Rahmen des Abschlusses des Diplom-Studienganges Maschinenbau an der Fachhochschule Dortmund bei der Firma Purem Abgassysteme GmbH & Co. KG in Unna angefertigt. Ziel dieser Arbeit ist die Dokumentation der Konstruktion, des Aufbaus sowie der Inbetriebnahme eines Prüfstandes für Dosiersysteme, welche zentrale Bauteile der von der Firma Purem gefertigten Abgassysteme für Lastkraft-fahrzeug Dieselmotoren darstellen. Neben einer Vorstellung heute üblicher Methoden zur Schadstoffminimierung im Abgas sollen die Inbetriebnahme und eine begleitende Fehler-Möglichkeits- und Einfluss- Analyse (FMEA) die zentralen Schwerpunkte der Arbeit bilden. Die Bereiche der Konstruktion und des Aufbaus werden einen stärkeren Zeichnungs- und Bilder-Charakter haben als die beiden Themenschwerpunkte.
Das Selektive Laserschmelzen setzt sich in neuen Anwendungsgebieten durch und gewinnt stetig an Bedeutung. Da für das Selektive Laserschmelzen von Kupfer bisher keine Studien existieren, bei denen Laserleistungen von weniger als 195 Watt genutzt wurden, wird in dieser Arbeit eine Machbarkeitsstudie an einer Anlage mit einem Laser von 100 Watt Leistung durchgeführt.
Ziel dieser Arbeit ist es herauszufinden, ob trotz der niedrigeren Laserleistung ähnliche Ergebnisse erzielt werden können, wie in vorangegangenen Studien. Hierbei wird durch experimentelle Versuche festgestellt, dass eine sehr geringe Reproduzierbarkeit der Bauteileigenschaften möglich ist. Es werden die Eigenschaften der Probekörper der vorangegangenen Studien für einzelne Probekörper erzielt, allerdings ist eine Reproduzierbarkeit dieser Ergebnisse selbst bei Benutzung gleicher Parameter nicht gegeben.