Simulationsgestützte Prozessplanung für DED-Prozesse

Beschreibung

Additive Fertigungsverfahren auf Basis der Directed Energy Deposition (DED), insbesondere Laser Metal Deposition (LMD) und Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), bieten großes Potenzial für die flexible Herstellung komplexer Bauteile. Gleichzeitig erfordern sie jedoch umfangreiches Expertenwissen sowie zahlreiche Einfahrversuche, um reproduzierbare Geometrie und Materialeigenschaften sicherzustellen. Die vorliegende Dissertation entwickelt eine zustandsinformierte Methodik zur simulationsgestützten Prozessplanung, die Prozess DNA, eine neuartige Dexel basierte Auftragssimulation sowie positionsabhängige NC Parametrierung in einem digitalen Zwilling vereint. Auf dieser Grundlage werden Prognosemodelle zur Vorhersage von Geometrie und Härteeigenschaften entwickelt und validiert. Die entwickelte Simulation ermöglicht die Übertragung lokaler Prozesszustände entlang des Werkzeugwegs und erzielt eine hohe Übereinstimmung zwischen Simulation und realem Fertigungsprozess bei gleichzeitig prozessnahen Rechenzeiten. Darüber hinaus wird die Methodik erfolgreich auf hybride Prozessketten mit Mikrofräsen übertragen und zeigt eine präzise Reproduktion von Zielgeometrien und Oberflächeneigenschaften. Die Arbeit leistet damit einen Beitrag zur Reduzierung von Einfahrversuchen und Rüstzeiten und schafft die Grundlage für eine autonome, zustandsadaptive CAM Planung zukünftiger hybrider Fertigungsprozesse.

Autor*in

Talash Malek

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