TY - THES

T1 - Entwicklung eines Prüfaufbaus für additiv gefertigte Prüfkörper

T2 - Entwicklung, Verifikation und Untersuchung der Festigkeit als Funktion der AM-Druckrichtung

AU - Glettler, Jürgen

N1 - nicht gesperrt

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Die additive Fertigung bietet aufgrund ihrer Gestaltungsfreiheit und durch den generativen Aufbau die Möglichkeit der Herstellung komplexer Strukturen. Im Bereich der Hochleistungskeramiken zählt das LCM-Verfahren (¿Lithography-based Ceramic Manufacturing¿), entwickelt von Lithoz GmbH, zu den am häufigsten eingesetzten Verfahren. Die Hauptanwendungen liegen in der Medizin- und Luftfahrtindustrie. In dieser Arbeit wird ein Testaufbau und Testverfahren für einen neuartigen Prüfkörper, aufgebaut aus einer Vielzahl von Biegebalken, entwickelt und die Anwendbarkeit am Beispiel des LCM-Verfahrens gezeigt. Das Ziel dieser Arbeit war, ein universelles Prüfverfahren zu entwickeln und aufzubauen, mit Berücksichtigung des speziellen Designs des Prüfkörpers. Grundvoraussetzung für den Prüfaufbau war die Umsetzung der Testmethode mit einer Universalprüfmaschine. Weiters muss jeder Biegebalken einzeln am konstruierten Kraftangriffspunkt belastet werden. Eine zusätzliche Bedingung war die parallele und zentrale Montage des Prüfkörpers, mit der Möglichkeit, die Position des Prüfkörpers während der Prüfung zu verändern. Die Festigkeit der Biegebalken wurden erfolgreich in Abhängigkeit der Druckrichtung ausgewertet. Die Druckrichtungen werden durch drei verschiedene Arten von Prüfkörpern realisiert, die jeweils eine andere Orientierung darstellen. Die statistische Auswertung der Festigkeiten erfolgte nach der Weibull-Theorie. Zusätzlich wurde das Prüfverfahren hinsichtlich geometrischer Abweichungen der tatsächlich gedruckten Prüfkörper von der Idealgeometrie und Ausrichtungsproblemen während des Testens untersucht. Der Gesamtfehler der Spannungsauswertung wurde analysiert und Maßnahmen zur genauerer Bewertung werden vorgeschlagen. Die in dieser Arbeit verwendeten Methoden zur Fehlerbestimmung der individuellen Probengeometrie erwiesen sich als zeitaufwendig. Der Gesamtfehler mit diesem Prüfverfahren stellt eine Unterschätzung der Festigkeit dar und liegt bei ca. 8,5%. Unterschiede in der Festigkeitsauswertung unter den verschiedenen Druckrichtungen konnten bestimmt werden.

AB - Die additive Fertigung bietet aufgrund ihrer Gestaltungsfreiheit und durch den generativen Aufbau die Möglichkeit der Herstellung komplexer Strukturen. Im Bereich der Hochleistungskeramiken zählt das LCM-Verfahren (¿Lithography-based Ceramic Manufacturing¿), entwickelt von Lithoz GmbH, zu den am häufigsten eingesetzten Verfahren. Die Hauptanwendungen liegen in der Medizin- und Luftfahrtindustrie. In dieser Arbeit wird ein Testaufbau und Testverfahren für einen neuartigen Prüfkörper, aufgebaut aus einer Vielzahl von Biegebalken, entwickelt und die Anwendbarkeit am Beispiel des LCM-Verfahrens gezeigt. Das Ziel dieser Arbeit war, ein universelles Prüfverfahren zu entwickeln und aufzubauen, mit Berücksichtigung des speziellen Designs des Prüfkörpers. Grundvoraussetzung für den Prüfaufbau war die Umsetzung der Testmethode mit einer Universalprüfmaschine. Weiters muss jeder Biegebalken einzeln am konstruierten Kraftangriffspunkt belastet werden. Eine zusätzliche Bedingung war die parallele und zentrale Montage des Prüfkörpers, mit der Möglichkeit, die Position des Prüfkörpers während der Prüfung zu verändern. Die Festigkeit der Biegebalken wurden erfolgreich in Abhängigkeit der Druckrichtung ausgewertet. Die Druckrichtungen werden durch drei verschiedene Arten von Prüfkörpern realisiert, die jeweils eine andere Orientierung darstellen. Die statistische Auswertung der Festigkeiten erfolgte nach der Weibull-Theorie. Zusätzlich wurde das Prüfverfahren hinsichtlich geometrischer Abweichungen der tatsächlich gedruckten Prüfkörper von der Idealgeometrie und Ausrichtungsproblemen während des Testens untersucht. Der Gesamtfehler der Spannungsauswertung wurde analysiert und Maßnahmen zur genauerer Bewertung werden vorgeschlagen. Die in dieser Arbeit verwendeten Methoden zur Fehlerbestimmung der individuellen Probengeometrie erwiesen sich als zeitaufwendig. Der Gesamtfehler mit diesem Prüfverfahren stellt eine Unterschätzung der Festigkeit dar und liegt bei ca. 8,5%. Unterschiede in der Festigkeitsauswertung unter den verschiedenen Druckrichtungen konnten bestimmt werden.

KW - Additive manufacturing

KW - LCM

KW - Strength testing

KW - Weibull-theory

KW - Additive Fertigung

KW - LCM

KW - Festigkeitsbestimmung

KW - Weibull-Theorie

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.224

DO - 10.34901/mul.pub.2023.224

M3 - Masterarbeit

ER -