Entwicklung einer heißisostatischen Presse für die optimierte Nachverdichtung urgeformter Bauteile nach dem Metallpulverspritzverfahren:
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Bottrop
Binn & Reichel Market-ING UG
[2019]
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I
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
..........................................................................................................................
1
1.1
AUSGANGSPUNKT
.............................................................................................................
1
1.2
ZIEL
DER
ARBEIT
..............................................................................................................
2
1.3
VORGEHENS
WEISE
...........................................................................................................
3
2
STAND
DER
TECHNIK
...........................................................................................................
4
2.1
PRINZIP
DES
HEISSISOSTATISCHEN
PRESSENS
.......................................................................
4
2.2
LITERATURRECHERCHE
ZUR
PROZESSPARAMETERENTWICKLUNG
..............................................
7
3
BESTIMMUNG
VON
PROZESSPARAMETERN
............................................................................
10
3.1
PROBENKOERPER
................................................................................................................
11
3.2
HEISSISOSTATISCHES
PRESSEN
.............................................................................................
12
3.3
HIP-VERSUCHE
UND
ERGEBNISSE
.....................................................................................
13
3.4
BESTIMMUNG
DER
DICHTE
...............................................................................................
16
3.4.1
THEORETISCHE
DICHTE
............................................................................................
16
3.4.2
DICHTEMESSUNG
...................................................................................................
17
3.4.3
ERGEBNISSE
DER
DICHTEMESSUNG
.......................................................................
19
3.4.4
FEHLERBETRACHTUNG
.............................................................................................
26
3.5
METALLOGRAFISCHE
UNTERSUCHUNGEN
HEISSISOSTATISCH
BEHANDELTER
PROBEN
...........
27
3.6
ERGEBNISSE
DER
PROZESS-
UND
PARAMETERENTWICKLUNG
...................................................
32
4
SCHNELLKUEHLUNG
UND
STROEMUNGSSIMULATION
...................................................................
37
4.1
AUFBAU
DER
ANLAGE
......................................................................................................
37
4.2
ZYKLONSTROEMUNG
..........................................................................................................
37
4.3
PROZESSFLUID
ARGON
......................................................................................................
42
4.3.1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
DER
ZUSTANDSBESCHREIBUNG
FUER
REALE
GASE
................
42
4.3.2 PENG-ROBINSON
ZUSTANDSGLEICHUNG
....................................................................
42
4.3.2.1
ISOCHORE
SPEZIFISCHE
WAERMEKAPAZITAET
C
V
..............................................
44
4.3.2.2 ISOBARE
SPEZIFISCHE
WAERMEKAPAZITAET
C
P
................................................
45
4.3.2.3
DYNAMISCHE
VISKOSITAET
R|
......................................................................
45
4.3.2.4
WAERMELEITFAEHIGKEIT
X
.............................................................................
46
4.4 SIMULATION
DER
STROEMUNG
IN
DER
HEISSISOSTATISCHEN
PRESSE
.........................................
47
4.4.1
STOFFDATEN
VON
ARGON
........................................................................................
48
4.4.1.1
DICHTE
.....................................................................................................
48
4.4.1.2
SPEZIFISCHE
WAERMEKAPAZITAET
.................................................................
49
4.4.1.3
DYNAMISCHE
VISKOSITAET
..........................................................................
49
4.4.1.4
WAERMELEITFAEHIGKEIT
................................................................................
49
II
4.4.2
SAUGSTRAHLPUMPE
.............................................................................................
50
4.4.2.1
GEOMETRIE
DER
SAUGSTRAHLPUMPE
.......................................................
50
4.4.2.2
MODELLPARAMETER
UND
RANDBEDINGUNGEN
..............................................
51
4.4.2.3
ERGEBNISSE
..............................................................................................
52
4.4.3
GASWAERMETAUSCHER
..............................................................................................
54
4.4.3.1
GEOMETRIE
DES
GASWAERMETAUSCHERS
...................................................
54
4.4.3.2
MODELLPARAMETER
UND
RANDBEDINGUNGEN
DES
GASWAERMETAUSCHERS
.....
55
4.4.3.3
ERGEBNISSE
DER
SIMULATION
DES
GASWAERMETAUSCHERS
.............................
56
4.4.4
STROEMUNG
IM
NUTZRAUM
DER
HEISSISOSTATISCHEN
PRESSE
......................................
60
4.4.4.1
GEOMETRIE
DER
HEISSISOSTATISCHEN
PRESSE
...........................................
60
4.4.4.2
MODELLPARAMETER
UND
RANDBEDINGUNGEN
..............................................
60
4.4.4.3
ERGEBNISSE
STROEMUNG
IM
NUTZRAUM
DER
HEISSISOSTATISCHEN
PRESSE
......
62
4.4.5
TRANSIENTE
KUEHLKURVE
.........................................................................................
66
4.4.5.1
MODELLBESCHREIBUNG
............................................................................
67
4.4.5.2
ERGEBNISSE
DER
BERECHNUNG
DER
TRANSIENTEN
KUEHLKURVE
...................
70
5
PROOF
OF
CONCEPT
DER
HIP-ANLAGE
..................................................................................
74
5.1
LEISTUNGSDATEN
.............................................................................................................
75
5.2
PROZESSWAERME-MANAGEMENT
FUER
MODULARES
BEHEIZUNGSKONZEPT
...............................
75
5.2.1
DESIGN
DES
MOLYBDAENHEIZEINSATZES
ML
400
......................................................
75
5.2.2
DESIGN
DES
GRAPHITHEIZEINSATZES
G2000
...........................................................
76
5.2.3
WAERMEVERLUST
.....................................................................................................
76
5.2.4
LEISTUNGS-
UND
ENERGIEBEDARF
...........................................................................
78
5.3
ANLAGENGRUNDKONZEPT
.................................................................................................
79
5.4
FESTIGKEITSBERECHNUNGEN
DES
REZIPIENTEN
...................................................................
81
5.4.1
MODELLBESCHREIBUNG
..........................................................................................
81
5.4.1.1
GEOMETRIE
..............................................................................................
81
5.4.1.2
STOFFWERTE
..............................................................................................
82
5.4.1.3
RANDBEDINGUNGEN
..................................................................................
82
5.4.2
ERGEBNISSE
FUER
DEN
REZIPIENTEN
.........................................................................
84
5.5
FESTIGKEITSBERECHNUNG
DES
RAHMENS
...........................................................................
91
6
UMSETZUNG
DES
ENTWICKELTEN
HIP
ANLAGENKONZEPTS
....................................................
96
6.1
PROTOTYP
*CNI-HIP
*
....................................................................................................
96
6.2
VERGLEICHENDE
BEWERTUNG
ERSTER
MESSDATEN
MIT
DEN
SIMULATIONSERGEBNISSEN
..........
96
6.2.1
VERGLEICH
...........................................................................................................
96
6.2.2
ERKENNTNISSE
.......................................................................................................
99
III
7.
UEBERLEGUNGEN
ZUM
EINSPARPOTENTIAL
...........................................................................
100
8.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.................................................................................
101
9.
SUMMARY
AND
OUTLOOK
...................................................................................................
103
LITERATURVERZEICHNIS
..........................................................................................................
105
|
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