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Lattice structure tensile specimen manufactured with laser melting (LM) process out of the material H13. Bildinformationen anzeigen
Industry partners of the DMRC. Bildinformationen anzeigen
Industry partners of the DMRC. Bildinformationen anzeigen
Quality control during a Laser Sinter (LS) build job by a researcher of the DMRC. Bildinformationen anzeigen
Fused Deposition Modeling (FDM) process during the manufacture of an Ultem 9085 part. Bildinformationen anzeigen
Additive manufactured reaction wheel bracket for telecomunication satellites. Bildinformationen anzeigen
Employees of the DMRC working with the "freeformer" from Arburg. Bildinformationen anzeigen
Tactile measurement of a SLM part with a Coordinatemeasuring machine (CMM). Bildinformationen anzeigen

Lattice structure tensile specimen manufactured with laser melting (LM) process out of the material H13.

Industry partners of the DMRC.

Industry partners of the DMRC.

Quality control during a Laser Sinter (LS) build job by a researcher of the DMRC.

Fused Deposition Modeling (FDM) process during the manufacture of an Ultem 9085 part.

Additive manufactured reaction wheel bracket for telecomunication satellites.

Employees of the DMRC working with the "freeformer" from Arburg.

Tactile measurement of a SLM part with a Coordinatemeasuring machine (CMM).

Additive Manufactured Function Integrated Damping Structures

Mechanische Schwingungen treten in nahezu allen technischen Anwendungen auf. Hierbei handelt es sich um periodisch wiederkehrende Bewegungsvorgänge in technischen Systemen oder Bauteilen. Der Schwingungsprozess wird durch Zustandsgrößen charakterisiert. Eine Zustandsgröße ist beispielsweise der Ort eines Punktes des schwingenden Systems.

In technischen Systemen sind mechanische Schwingungen oder auch Vibrationen meist unerwünscht. Sie führen zu einer verstärkten Beanspruchung der Bauteile und somit zu einer Reduktion der Lebensdauer. Darüber hinaus können mechanische Schwingungen die Funktion in erheblichem Maße beeinträchtigen und eine Schallabstrahlung erzeugen.

Um diese Effekte abzuschwächen ist die Dämpfung der mechanischen Schwingungen notwendig. Zum derzeitigen Stand geschieht dies durch zusätzliche Dämpfungselemente, die an die Schwingungen angepasst werden. Als Nachteil dieser Elemente erweist sich die zusätzlich eingebrachte Masse und der zusätzlich benötigte Bauraum. Des Weiteren wird ein gesonderter Montageschritt benötigt. Dies führt zu höheren Fertigungs- und Montagekosten und zur Steigerung des Gewichts. Um die Fertigungs- und Montagekosten technischer Systeme zu minimieren, die Dämpfungsfunktionen an die entsprechenden mechanischen Schwingungen anzupassen und das Bauteilgewicht zu reduzieren, ist eine Integration der Dämpfungsfunktion in bestehende Strukturen technischer System anzustreben.

Additive Fertigungsverfahren bieten große Freiheiten bei der Gestaltung. Komplexe Strukturen können ohne eine signifikante Steigerung der Fertigungskosten hergestellt werden. Der Einsatz dieser Fertigungsverfahren wird durch Forschung und Entwicklung stetig erweitert. Die Vorteile der additiven Fertigungsverfahren können für den Bereich der Schwingungsdämpfung mechanischer Schwingungen eingesetzt werden.

Sie ermöglichen die direkte Integration von Dämpfungsfunktionen in die Strukturen technischer Systeme. Hierzu soll die innere Struktur der Bauteile verändert werden. Anstelle von soliden Strukturen sollen Hohlräume mit verschiedenem inneren Aufbau, wie z.B. Gitter, in das Bauteil eingebracht werden. Zusätzlich ist die Beeinflussung der Dämpfungswirkung durch diverse Füllungen der Hohlräume, wie beispielsweise verbleibendes disperses Stützmaterial, möglich.

Funktionsintegration der Dämpfungsstrukturen in bestehende Bauteile

Im Rahmen des Projekts soll untersucht werden, wie Dämpfungsfunktionen mittels additiver Fertigungsverfahren in vorhandene Bauteilstrukturen funktionsintegriert werden können. Ferner wird analysiert, wie die Dämpfungswirkung an unterschiedliche mechanische Schwingungen angepasst werden kann, um einen optimalen Dämpfungseffekt zu erhalten. Basierend auf diesen empirischen Untersuchungen soll ein Simulationsmodel entwickelt werden, dass die Nachbildung der Versuchsdaten ermöglicht.

Weiterführende Projektinformationen
ProjektstatusIn Bearbeitung
Projektdauer30 Monate
Finanzierung50 % Land Nordrhein-Westfalen
50 % DMRC Industriepartner
ProjektmanagerProf. Dr.-Ing. Detmar Zimmer
Projektkoordinator/-enMartin Schäfer (Siemens AG)
Wissenschaftliche MitarbeiterThomas Künneke, M.Sc.
Beteiligte LehrstühleLehrstuhl für Konstruktions und Antriebstechnik
Ansprechpartner

Prof. Dr. Detmar Zimmer

Konstruktions- und Antriebstechnik

Detmar Zimmer
Telefon:
+49 5251 60-2256
Fax:
+49 5251 60-3206
Büro:
P1.3.17

M.Sc. Thomas Künneke

DMRC

Design technology (Design for function)

Thomas Künneke
Telefon:
+49 5251 60-5420
Fax:
+49 5251 60-5409
Büro:
W 2 103
Web:

Sprechzeiten:
Mi 14 - 15 Uhr

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