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Seit drei Generationen setzt die HEDELIUS Maschinenfabrik Maßstäbe in der Zerspanung. Ideenreichtum, Kundennähe und kompromisslose Qualität sind das Erfolgsrezept des Unternehmens.






Interessante Artikel früherer Ausgaben






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HURCO Companies Inc. entwickelt und fertigt interaktive Computersteuerungen, Software sowie computergestützte Werkzeugmaschinen und –komponenten für die kundenbezogene Einzel- und Kleinserienfertigung.






Wichtige Info!

Die Welt der Fertigung wird seit Ende 2016 nicht mehr gedruckt, sondern als multimediale PDF-Ausgabe zum freien Download veröffentlicht. Hier geht´s zu den PDF-Ausgaben. Mehr Infos zur Welt der Fertigung finden Sie hier.






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Die Klingelnberg Gruppe ist weltweit führend in der Entwicklung und Fertigung von Maschinen zur Kegelrad- und Stirnradbearbeitung, Präzisionsmesszentren für Verzahnungen und rotationssymmetrische Bauteile sowie in der Fertigung hochpräziser Komponenten für die Antriebstechnik im Kundenauftrag.






Die Welt des Kaufmanns






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Boschert ist ein konzernunabhängiger, mittelständischer Maschinenbauer mit Sitz in Deutschland. Ziel des Unternehmens ist es, die technische Kompetenz und Verantwortung in der eigenen Hand und auf höchstem Niveau zu halten. Die Maschinen werden im eigenen Hause geplant, projektiert und zusammengebaut.






Die VBA-Welt






Die 3D-Welt von Blender






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Die VÖLKEL GmbH ist ein global agierender Hersteller von Gewindeschneidwerkzeugen und Gewindereparatur-Systemen. Produkte werden unter den Marken VÖLKEL und V-COIL vertrieben.






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Das Kerngeschäft der Paul Horn GmbH ist die Bearbeitung zwischen zwei Flanken – Schwerpunkt Einstechen – sowie von weiteren, hochtechnologischen Anwendungen, verbunden mit Kundennähe, hoher Produktqualität, Beratungskompetenz und Lieferbereitschaft.






Die Welt der Geometrie







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Die bunte Welt






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Supfina Grieshaber besitzt langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Superfinish-Bearbeitung mit Stein- und Bandwerkzeugen. In Verbindung mit dem Wissen über vor- und nachgelagerte Prozesse bietet das Unternehmen praxisorientierte Lösungen.






Die besondere Welt






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Leistungsstarke Sägemaschinen zur Metallbearbeitung sind das Markenzeichen der weltweit tätigen Behringer GmbH. Die Produktpalette umfasst Band-, Kreis- und Bügelsägen sowie Automatisierungskomponenten aus dem hauseigenen Stahlbau.






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Die Welt der Events






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Die Erwin Halder KG ist ein mittelständisches Unternehmen, das sich auf die Herstellung von Normalien, Modularen Vorrichtungssystemen und Spannmitteln, Handwerkzeugen und Luftfahrtprodukten spezialisiert hat. Gefertigt werden nicht nur Katalogartikel, sondern auch kundenspezifische Produkte.






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Die RAZIOL Zibulla & Sohn GmbH steht seit 75 Jahren für Qualität in der Schmierungstechnik. Rollenbandöler, Sprühsysteme, Befettungssteuerungen, Dosiergeräte sowie leistungsstarke Umformöle gehören zu den in Eigenfertigung entwickelten und konstruierten Produkten.






Die Welt der Erfindungen

Hier bieten Erfinder Rechte oder Lizenzen für interessante Produkte an. Reinschauen lohnt sich!







Die Welt aus Professorensicht

An dieser Stelle wird sich in unregelmäßigen Zeitabständen ein anonym bleibender Professor äußern. Er wird intime Einblicke in ein absurdes Lehrsystem geben, das sich als leistungsfeindlich und ungerecht outet.







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Vogt Ultrasonics ist seit 1983 ein Spezialist in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Das Unternehmen bietet hochleistungsfähige Ultraschallprüfsysteme und -geräte sowie alle zerstörungsfreien Prüfmethoden in Dienstleistung im eigene Prüfzentrum oder beim Kunden vor Ort.






Die Welt der Reisenden

Ob Urlaub, Messebesuch oder Reportage, es gibt viele Gründe, Hotels und Pensionen aufzusuchen. Gerade zur Messezeit sind viele Häuser jedoch total überteuert. Wir präsentieren günstige Geheimtipps.


Messe Düsseldorf und Köln



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Interessante Links aus aller Welt

Verbrennungsmotor: Bundestag lässt Einspruchsfrist gegen EU verstreichen
Windenergie: Es gibt keine Belege für eine konsequente CO2-Einsparung
Ungeheuerlich: NOAA-Datenmanipulation um 1,4 Grad Celsius
Desertec: Ein totes Pferd wird immer noch geritten
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Ganztagsbetreuung: Städte und Gemeinden beklagen fehlendes Personal und zu geringe finanzielle Mittel
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3D-Technik: Forscher haben aus dem Grabtuch von Turin ein 3D-Körpermodell rekonstruiert, das Jesus zeigen soll
Schifffahrt: Computersimulation bestätigt, dass Wikinger tatsächlich mit „Sonnensteinen“ navigierten
Gutachten: Roboter sorgen nicht für weniger Arbeitsplätze
Abmahn-Irrsinn: Deutsche Umwelthilfe verklagt viele Städte
Experte: Es gibt keine statistische Erwärmung oder Abkühlung
Ertragssteigerung: Solarindustrie will Strom auf beiden Seiten von Solarmodulen gewinnen
Appell: Erdogan fordert europäische Landsleute auf, im Sinne der Türkei politisch aktiv zu werden
Grundsteuer: Der Wahnsinn wird eine neue Blüte erleben
Inklusion: Schulleiterin verklagt den Bremer Senat
Entdeckung: Forscher stoßen in Peru per Zufall auf Scharrbilder
Sensation: Topmodernes deutsches U-Boot aus dem Zweiten Weltkrieg vor Dänemark gefunden
Abbau: Geldautomaten werden immer weniger
Klimadebatte: Fragwürdiges beim ADAC
Unrentabel: Eigenerzeugter Solarstrom kostet doppelt so viel, wie vom Versorger bezogener Strom
Solarcloud: Fragwürdiges Geschäftsmodell auf Kosten der regulären Kunden
Expertenstreit: Harald Leschs Klimavideos restlos widerlegt
Kohlekraftwerke: Boom in Asien
Energierealität: Kohle und Öl retten USA vor Stromausfällen
Osterinseln: Warum die Insulaner wirklich ausstarben
Sicherheitslücke: Computer können über das Stromnetz ausspioniert werden
EU-Kommission: Fingerabdrücke in Personalausweisen sollen Pflicht werden
Microsoft: Bundesbehörden zahlen 250 Millionen Euro für Lizenzen
Energiewende: Die Opportunitätskosten werden außer Acht gelassen
Gesetzesaushebelung: Bald entscheiden nicht mehr deutsche Angeordnete, wie in Deutschland Energie klimagerecht erzeugt wird
Studie: Batteriespeicher für Solarzellen sind unwirtschaftlich
Geometrieproblem: Biologe gelingt wichtiger Meilenstein
Diesel: Bosch will dem Selbstzünder bessere Abgaswerte anerziehen
Bodensee: Uralte, von Menschen aufgeschüttete Steinhügel im Wasser entdeckt
Mutation: Südasiatisches Volk wurde zu Extremtauchern
Energiewende: Die dazu nötigen Rohstoffe stammen oft aus ökologisch und menschenrechtlich fragwürdigen Quellen
Diesotto: Mazda bringt neuen Motor auf den Markt
Quantenverschränkung: Wissenschaftler feiern besonderes Experiment
Seefahrt: Fuhren schon Neandertaler über das Meer?






Neuer Ansatz zum Fahrzeugbau

Die Hersteller sind aktuell gefordert, die zunehmende Anzahl an Antriebskonzepten und Energiespeichersystemen in Fahrzeugstrukturen zu integrieren. Die Karosserien von morgen, speziell im Hinblick auf alternative Antriebssysteme, müssen nicht nur leichter, sondern vor allem hochflexibel konzipiert werden. Die Folge ist eine steigende Anzahl an Fahrzeugderivaten, die nach anpassungsfähigen und wirtschaftlich zu fertigenden Karosseriekonzepten verlangen. Die additive Fertigung könnte in absehbarer Zeit ganz neue denkbare Wege offerieren.


Die Konzeptstudie ›Light Cocoon‹ ist ein kompakter Sportwagen mit einer bionisch gestalteten und generativ hergestellten Fahrzeugstruktur, überzogen mit einer Außenhaut aus wetterbeständigem Textil. Das Fahrzeug soll aus Designersicht polarisieren und bricht bestehende Denkmuster in der Fahrzeugkonzeption auf. Die Karosseriestruktur greift bionische Muster auf und überführt in eine leichte Karosseriestruktur. Ein Concept Car, das nachhaltige Wege aufzeigt und gleichzeitig das technologische Potenzial der additiven Fertigung verkörpert.

In einem Gemeinschaftsprojekt zeigten die EDAG Engineering GmbH, die Laser Zentrum Nord GmbH, die Concept Laser GmbH und die BLM Group mit dem bionisch optimierten, hybrid gefertigten Spaceframe eine neue Perspektive auf, wie ein wandelbares und flexibel zu fertigendes Karosseriekonzept realisiert werden kann, um die zunehmende Fahrzeugvarianz durch die Vielzahl von Antriebsvarianten und Laststufen beherrschbar zu machen. Kombiniert werden generativ hergestellte Karosserieknoten und intelligent bearbeitete Profile.

Die Knoten können dank generativer Fertigung hochflexibel und multifunktional gestaltet werden, um unterschiedliche Fahrzeugvarianten ohne zusätzliche Werkzeug-, Betriebsmittel- und Anlaufkosten „On demand“ produzieren zu können. Als Verbindungselemente dienen Profile aus Stahl. Auch diese können durch unterschiedliche Wandstärken und Geometrien problemlos individuell und einfach den vorgegebenen Laststufen angepasst werden.

Kluge Kombination

Beim Nextgen-Spaceframe handelt es sich um eine Kombination von generativ gefertigten 3D-Knoten und intelligent bearbeiteten Profilen aus Stahl. Die Knoten können vor Ort für die jeweilige Variante ›Just in Sequence‹ hergestellt werden, ebenso wie die Profile, die zunächst durch 3D-Biegen und anschließend durch 2D- und 3D-Laserschneidverfahren in die gewünschte Form und Länge gebracht werden. Im Fokus steht das Fügen einzelner Bauteile zu einer Hybridstruktur, um topologieoptimierte Strukturen herzustellen, wie sie aktuell noch nicht möglich sind. Zum Einsatz kommt das Laserschweißen, das sich durch filigrane Schweißnähte und geringe Wärmeeinbringung auszeichnet.

Geschweißt werden die Bauteile mittels Kehlnaht am Überlappstoß. Geometrische Grundlage hierfür, ist die komplett umlaufende Einschuhung der Profile, die durch 3D-Vermessung der Profile „On demand“ mittels additiver Fertigung angefertigt wird. Diese Verbindung ermöglicht das umlaufende Schweißen für eine große Anbindungslänge bei einer gleichzeitig guten Vorpositionierung der Bauteile. Die Profile werden automatisch durch den Knoten ausgerichtet und fixiert. Genutzt wird ein Scheibenlaser mit robotergeführter Optik. Zudem sind die angewandten Lasertechniken zur Herstellung von Profilen und Knoten in der Montage hochgradig automatisierbar.

Das Konzept bietet in Bezug auf die Kostenstruktur der Fertigung und einer möglichen Zeiteinsparung hohe Potenziale. Die additiv gefertigten Knoten können entsprechend jeder Laststufe durchzusätzliche versteifende Elemente im Fall hoher Lastanforderungen angepasst werden. Damit wird jede Variante gewichts- und funktionsoptimal ausgeführt. Die Hybridbauweise überbrückt mit den Profilen die geforderten Distanzen der Struktur, während die Knoten zur Verbindung der Profile dienen. Beide Elemente wurden im CAE/CAD optimiert und gewährleisten die geforderten Anforderungen einer Karosseriestruktur.

Spezialisten am Werk

Im vorliegenden Fall übernahm die EDAG Engineering GmbH neben der koordinierenden Funktion die Erarbeitung und Optimierung des Spaceframe-Konzeptes, die Laser Zentrum Nord GmbH das Laserschweißen, die BLM Group das 3D-Biegen und Laserschneiden und die Concept Laser GmbH die additive Fertigung der Knoten. Nur das interdisziplinäre Zusammenspiel der sich ergänzenden Partner und die hohe Kompetenz der einzelnen Technologiespezialisten in ihren Fachdisziplinen erlaubte die erfolgreiche Umsetzung des Projektes.

Der Lasercusing-Prozess von Concept Laser generiert Bauteile schichtweise direkt aus 3D-CAD-Daten. Die Methode erlaubt die Produktion von komplexen geometrischen Bauteilen ohne Werkzeug. Es können Bauteile erzeugt werden, die mit konventioneller Herstellung nur sehr schwierig oder unmöglich zu fertigen sind. Bei dieser Konzeption können die Knoten im konventionellen Stahlguss nicht hergestellt werden. Um einen fehlerfreien Aufbau sicherstellen zu können, ist an Flächen mit einem Winkel kleiner 45 Grad zur Bauplattform eine Supportstruktur vorzusehen. Neben einer reinen Stützfunktion nimmt der Support vor allem Eigenspannungen auf und verhindert einen Verzug der Bauteile. Wegen der komplexen Knotengeometrie ist eine saubere Supportaufbereitung die Grundlage einer erfolgreichen Produktion.

Nach der Supportaufbereitung wird das Bauteil virtuell in einzelne Schichten geschnitten. Nach dem Datentransfer auf die Lasercusing-Anlage werden die entsprechenden Prozessparameter zugewiesen, und der Bauprozess wird gestartet. Gefertigt wurden die Knoten auf einer ›X line 1000R‹-Anlage von Concept Laser, die den entsprechenden Bauraum für solche Projekte aufweist und mit einem 1kW-Laser arbeitet. Einen größeren Bauraum beim pulverbettbasierten Laserschmelzen mit Metallen weist nur die neue ›X line 2000R‹ aus, die zudem mit zwei 1kW-Lasern ausgestattet ist.

Lastgerechte Teile

Das Spaceframe-Konzept vereint die Vorteile des 3D-Drucks, wie Flexibilität und Leichtbaupotenzial, mit der Wirtschaftlichkeit bewährter konventioneller Profilbauweisen. In beiden Technologien spielt der Laser die zentrale Rolle. Die topologieoptimierten Knoten ermöglichen einen derzeit maximalen Leichtbau und einen hohen Grad an Funktionsintegration. Sowohl die Knoten als auch die Profile können ohne Zusatzaufwand auf neue Geometrien und Lastanforderungen angepasst werden.

Sie bieten so die Möglichkeit, jedes einzelne Teil laststufengerecht auszulegen, und nicht wie bisher, die Dimensionierung der Bauteile an der größten Motorisierung beziehungsweise Laststufe auszurichten. Der Grundgedanke ist also eine Knoten-Profil-Bauweise, die optimal auf die Anforderung der Modellvariante abgestimmt werden kann. Das Ergebnis zeigt eine lastpfadoptimierte Spaceframe-Struktur. Durch den Einsatz vorrichtungs- und werkzeugarmer Verfahren können zukünftig alle Karosserievarianten wirtschaftlich und mit höchstmöglicher Flexibilität gefertigt werden.

 

Mehr Informationen:

Kontakt  Herstellerinfo 
CONCEPT Laser GmbH
An der Zeil 8
96215 Lichtenfels
Tel.: +49 (0) 9571 / 949-238
Fax: +49 (0) 9571 / 949-239
E-Mail: info@concept-laser.de
www.concept-laser.de
 

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