Entwicklung und Validierung einer automatisierten, dreidimensionalen Oberflächenanalyse zur Qualitätskontrolle von additiv gefertigten Bauteilen:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker Verlag
2016
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| Ausgabe: | [1. Auflage] |
| Schriftenreihe: | Berichte aus der Fertigungstechnik
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XVIII, 188 Seiten Illustrationen 21 cm, 312 g |
| ISBN: | 9783844050097 3844050094 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS..................................................................................................
XI
FORM
ELZEICHEN..............................................................................................................
XIII
1
EINLEITUNG.........................................................................................................................
1
2 GRUNDLAGEN UND STAND DER
ERKENNTNISSE...................................................................5
2.1 ADDITIVE
FERTIGUNGSVERFAHREN...............................................................................5
2.1.1 DATENGENERIERUNG, STL-FORMAT UND BAUTEILORIENTIERUNG
..................................
5
2.1.2 FERTIGUNG DER BAUTEILE
...........................................................................................
7
2.1.3
NACHBEARBEITUNG...................................................................................................
10
2.2 GEGENUEBERSTELLUNG TECHNISCHER OBERFLAECHEN KONVENTIONELLER UND
ADDITIVER
FERTIGUNGSVERFAHREN..............................................................................................10
2.3 OBERFLAECHENANALYSE BEI ADDITIVEN FERTIGUNGSVERFAHREN
................................
14
2.3.1 ZWEIDIMENSIONALE TAKTILE
OBERFLAECHENMESSVERFAHREN......................................15
2.3.2 DREIDIMENSIONALE OPTISCHE
OBERFLAECHENMESSVERFAHREN....................................16
2.3.3 ERKENNTNISSE DER OBERFLAECHENANALYSE BEIM LASER-SINTERN
...............................
18
2.3.4 ERKENNTNISSE DER OBERFLAECHENANALYSE BEIM LASER-STRAHLSCHMELZEN
...............
21
2.3.5 BEWERTUNG DER BISHERIGEN ERKENNTNISSE ZUR OBERFLAECHENANALYSE D E R
................
ADDITIVEN F ERTIGUNGS
VERFAHREN............................................................................25
2.4 OBERFLAECHENANALYSE DURCH
INDUSTRIEROBOTER....................................................30
2.4.1 ROBOTERPROGRAMMIERUNG UND AUTOMATISIERTE PFADGENERIERUNG
........................
31
2.4.2 BEWEGUNGSARTEN UND -OPTIMIERUNG VON INDUSTRIEROBOTERN
...............................
33
3 AUFGABENSTELLUNG UND
ZIELSETZUNG............................................................................37
4 ENTWICKLUNG EINER AUTOMATISIERTEN, DREIDIMENSIONALEN
OBERFLAECHENMESSUNG
FUER ADDITIV GEFERTIGTE
BAUTEILE....................................................................................
41
4.1 HARDWARETECHNISCHE L
OESUNG...............................................................................41
4.1.1 KONFOKALMIKROSKOPIE ALS FLAECHENHAFTES OPTISCHES MESSVERFAHREN
.................
41
4.1.2 ROBOTERPARAMETER UND -KONFIGURATION
...............................................................
43
4.1.3 AUFNAHME DER BAUTEILE FUER DEN QUALITAETSSICHERUNGSPROZESS
............................
48
4.1.3.1 AUFNAHME LASER-GESINTERTER
BAUTEILE......................................................... 48
4.1.3.2 AUFNAHME LASER-STRAHLGESCHMOLZENER BAUTEILE
.......................................
52
4.2 SOFTWARETECHNISCHE L
OESUNG..............................................................................
55
4.2.1 ALGORITHMISCHE ANALYSE GEOMETRIEBEDINGTER
PRUEFBEREICHSRESTRIKTIONEN
....
55
4.2.1.1 VIRTUELLE SENSORMODELLIERUNG ZUR MESSFLAECHENSONDIERUNG
.....................
55
4.2.1.2 APERTURABHAENGIGE SICHTFELDEVALUATION
......................................................
58
4.2.2 ALGORITHMISCHE ANALYSE DER OBERFLAECHENORIENTIERUNG ALS GRUNDLAGE
FUER
EINE HERSTELLUNGSPROZESSBEZOGENE VORHERSAGE RELEVANTER PRUEFBEREICHE
........
60
4.2.3 ALGORITHMISCHE KOORDINATENTRANSFORMATION SELEKTIERTER
OBERFLAECHENSEGMENTE
- EINZELPUNKTANSTEUERUNG
...................................................................................
62
4.2.3.1 KOORDINATENSYSTEME INNERHALB DES MESSAUFBAUS
....................................
63
4.2.3.2 LAGE UND ORIENTIERUNG DES ENDEFFEKTORS
..................................................
65
4.2.3.3 POSITIONIERUNG DURCH INVERSE KINEMATIK
...................................................
67
4.2.3.4 PROZESSFAEHIGKEITSNACHWEIS DER KOORDINATENTRANSFORMATION
....................
71
4.2.4 ABLEITUNG EINER SICHEREN
MESSSTRATEGIE..............................................................72
4.2.5 BERECHNUNG EINER OPTIMIERTEN MESSSTRATEGIE
.....................................................
77
4.2.6
PRUEFPROZESSSIMULATION..........................................................................................79
4.2.6.1 ANALYSE DES
BEWEGUNGSPROFILS..................................................................80
4.2.6.2 SIMULATIONSBASIERTE LAUFZEITBERECHNUNG
..................................................
83
4.2.6.3 SIMULATIONSBASIERTE
KOLLISIONSKONTROLLE...................................................
84
4.2.6.4 VALIDIERUNG DER PRUEFPROZESSSIMULATION
.....................................................
85
5 VALIDIERUNG EINER DREIDIMENSIONALEN OBERFLAECHENANALYSE ZUR QUALITAETS
KONTROLLE VON ADDITIV GEFERTIGTEN
BAUTEILEN..............................................................87
5.1 DREIDIMENSIONALE OBERFLAECHENPARAMETER
........................................................
87
5.2 VERFAHRENSSYSTEMATIK ZUR VALIDIERUNG DER
OBERFLAECHENANALYSE.................89
5.2.1
PROBEKOERPERHERSTELLUNG........................................................................................89
5.2.2 DREIDIMENSIONALE OBERFLAECHENMESSUNG UND
DATENAUFBEREITUNG.....................91
5.2.3 ERMITTLUNG MECHANISCHER
KENNWERTE..................................................................96
5.2.4 METHODIK ZUR QUANTIFIZIERUNG VON
KORRELATIONEN.............................................98
5.3 ANISOTROPE OBERFLAECHENEIGENSCHAFTEN UND AUTO-ISOTROPIE
...........................
99
5.4 KLASSIFIZIERUNG DES ORANGENHAUTEFFEKTES BEIM LASER-SINTERN DURCH
OBERFLAECHENPARAMETER........................................................................................112
5.5 KLASSIFIZIERUNG VON SCHWEISSBAHNUEBERHOEHUNGEN BEIM LASER-STRAHL
SCHMELZEN DURCH
OBERFLAECHENPARAMETER.........................................................114
5.6 KORRELATION ZWISCHEN OBERFLAECHENPARAMETERN UND QUASISTATISCHEN
MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN ADDITIV GEFERTIGTER BAUTEILE
...........................
116
5.6.1 KORRELATIONEN BEIM
LASER-SINTERN..................................................................117
5.6.1.1 BETRACHTUNG DER ANALYSEMETHODIK BEIM LASER-SINTERN
......................
117
5.6.1.2 OBERFLAECHENPARAMETER ZUR INDIKATION KRITISCHER ZUGFESTIGKEITEN
BEIM
LASER-SINTERN...............................................................................................
118
5.6.1.3 OBERFLAECHENPARAMETER ZUR INDIKATION KRITISCHER BRUCHDEHNUNGEN
BEIM
LASER-SINTERN...............................................................................................
123
5.6.1.4 OBERFLAECHENPARAMETER ZUR INDIKATION KRITISCHER E-MODULN BEIM
LASER-SINTERN...............................................................................................128
5.6.2 KORRELATIONEN BEIM LASER-STRAHLSCHMELZEN
....................................................
132
5.6.2.1 BETRACHTUNG DER ANALYSEMETHODIK BEIM LASER-STRAHLSCHMELZEN
.......
132
5.6.2.2 OBERFLAECHENPARAMETER ZUR INDIKATION KRITISCHER ZUGFESTIGKEITEN
BEIM
LASER-STRAHLSCHMELZEN..............................................................................
134
5.6.2.1 OBERFLAECHENPARAMETER ZUR INDIKATION KRITISCHER BRUCHDEHNUNGEN
BEIM
LASER-STRAHLSCHMELZEN
..............................................................................
139
5.6.2.2 OBERFLAECHENPARAMETER ZUR INDIKATION KRITISCHER E-MODULN BEIM
LASER-
STRAHLSCHMELZEN
..........................................................................................141
5.6.3 ZUSAMMENFASSUNG DER PARAMETERKORRELATIONEN
...............................................
146
6
PRUEFKOSTENERMITTLUNG.................................................................................................149
6.1
INVESTITIONSRECHNUNG...........................................................................................149
6.2 SPEZIFISCHE
PRUEFKOSTENKALKULATION...................................................................150
6.2.1 APPLIKATIONSBEISPIEL TURBINENSCHAUFEL
...........................................................
151
6.2.2 APPLIKATIONSBEISPIEL HUEFTSCHAFTIMPLANTAT
.......................................................
153
7
SCHLUSSBETRACHTUNG....................................................................................................
155
7.1
ZUSAMMENFASSUNG...............................................................................................155
7.2 ANWENDUNGS- UND IMPLEMENTIERUNGSPOTENZIALE DER ERLANGTEN
ERKENNTNISSE.........................................................................................................
157
7.3
AUSBLICK................................................................................................................
159
8
LITERATURVERZEICHNIS...................................................................................................163
9
ANHANG..........................................................................................................................175
9.1 POSITIONIERGENAUIGKEITSAUSWERTUNG DES STAEUBLI RX-90
................................
175
9.2 BEWEGUNGSSZENARIEN DES STAEUBLI R X -90
.........................................................
177
9.3 BEWEGUNGSSZENARIENSPEZIFISCHE BERECHNUNGSMETHODEN ZUR
LAUFZEITERMITTLUNG...............................................................................................179
9.4 QUANTITATIVER VERGLEICH DER SIMULIERTEN UND REALEN PROGRAMMLAUFZEIT
..181
9.5 UEBERSICHT DER KORRELIERENDEN OBERFLAECHENPARAMETER
.....
.
..........................
182
9.6
INVESTITIONSRECHNUNG...........................................................................................187
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Inhaltsverzeichnis