1 Einleitung Definition zentraler Begriffe... 11

Transkript

1 IX Kurzfassung... V Abstract... VII Inhaltsverzeichnis... IX Abkürzungen... XV Formelzeichen... XVII Abbildungsverzeichnis... XXV Tabellenverzeichnis... XXIX 1 Einleitung Nachhaltigkeit der Megatrend Generative Fertigungsverfahren die Antwort Zielsetzung und Aufbau Abgrenzung Literaturverzeichnis Kapitel Definition zentraler Begriffe Wirtschaftlichkeit Leichtbau- und Funktionspotentiale Generative Fertigungsverfahren und mediale Begriffe Rapid Prototyping Rapid Manufacturing Literaturverzeichnis Kapitel Stand der Wissenschaft und Technik Generative Fertigungsverfahren... 17

2 X Inhaltsverzeichnis Historische Entwicklung Verfahrensgrundlagen Erzeugen der Schichtinformationen Generieren durch Aufschmelzen pulverförmiger Werkstoffe Vor- und Nachteile generativer Fertigungsverfahren Industrielle Anwendung generativer Fertigungsverfahren Produktentstehungsprozess in der Luftfahrt Überblick zum Produktentstehungsprozess Produktplanung Produktentwicklung Strukturoptimierung Konstruktionsmethoden Qualifizierung After-Sales und Ersatzteilversorgung Fertigungsverfahren in der Luftfahrt Spanende Fertigungsverfahren Gussverfahren Generative Verfahren in der Luftfahrt Methoden zur Wirtschaftlichkeitsbewertung Übergreifende Potentialbewertungen Leichtbaupotential Funktionspotentiale Kosten- und Zeitabschätzung Literaturverzeichnis Kapitel Methodik der Potentialbewertung Methodenstruktur Verfahrensauswahl Bauteilauswahl Leichtbau Konzept und Überblick Dichteskalierung Design- und Non-Design-Bereiche des Bauteils Auslastungsfaktor Benchmark: Auslastungsfaktor Minimalgewicht Benchmark: Minimalgewicht des Bauraums Durchführung der Gewichtsabschätzung

3 Inhaltsverzeichnis XI Anwendungsspektrum der Kennzahlen Restriktionen der Methode Übertragbarkeit auf Hydraulikkomponenten Zusammenfassung Funktion Struktur der Funktionspotentiale Funktionskatalog Bewertung der Funktionen Kosten und Zeit Produktentstehungsprozess Entwicklungsaufwand Qualifizierung Prozessketten der Fertigungsverfahren Struktur der Kosten- und Zeitabschätzung Kosten- und Zeitmodell für SLM-Verfahren Kosten- und Zeitmodell für CNC-Fräsen Kosten- und Zeitmodell für Feingießen Gesamtsystem zur Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Finanzielle Bewertung der Leichtbaupotentiale Finanzielle Bewertung der Funktionspotentiale Sekundäreffekte im Gesamtsystem Gesamtbewertung Zeitliche Entwicklung der Wirtschaftlichkeit Variablen in der Wirtschaftlichkeitsbewertung Künftige Entwicklung der Technologie und Rahmenbedingungen Literaturverzeichnis Kapitel Validierung und Ergebnisse der Potentialbewertung Leichtbaupotential Betrachtete Bauteile Vorgehensweise der Validierung Finite-Elemente-Analyse Topologieoptimierung der Bauteile Ergebnisse des Leichtbaupotentials Diskussion und Bewertung Funktionspotential Stand des Funktionskatalogs

4 XII Inhaltsverzeichnis Beschreibung identifizierter Funktionspotentiale Kosten und Zeit Betrachtete Bauteile Validierungsgrößen Generierzeiten des SLM-Verfahrens CNC-Fräszeiten Kosten im Feinguss Ergebnisse Gesamtwirtschaftlichkeitsbewertung Perspektivische Änderung der Wirtschaftlichkeitsaussage Literaturverzeichnis Kapitel Anwendungsbeispiele CCRC-Bracket Bauteilbeschreibung und Randbedingungen Leichtbaupotential Kosten und Zeit Wirtschaftlichkeit im Gesamtsystem FCRC-Bracket Bauteilbeschreibung und Randbedingungen Leichtbaupotential Kosten und Zeit Wirtschaftlichkeit im Gesamtsystem Schlussbetrachtung Zusammenfassung Leichtbaupotential generativer Fertigungsverfahren Funktionspotentiale generativer Fertigungsverfahren Kosten/Zeit generativer und konventioneller Fertigungsverfahren Gesamtwirtschaftlichkeit Generative Fertigungsverfahren in der Zukunft Literaturverzeichnis Kapitel A Anhang A.1 Ergebnisübersicht der Leichtbaubewertung

5 Inhaltsverzeichnis XIII A.2 Funktionskatalog A.3 Ergebnisübersicht der Kosten- und Zeitabschätzung A.4 Ergebnisübersicht der Gesamtwirtschaftlichkeit

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