Premium
Herstellung von 3D‐gedruckten Stahlknoten
Author(s) -
Bergmann Jean Pierre,
Lange Jörg,
Hildebrand Jörg,
Eiber Mathias,
Erven Maren,
Gaßmann Christof,
Chiang ChenHao,
Lenz Claus,
Röder Thorsten,
Bashariar Wais
Publication year - 2020
Publication title -
stahlbau
Language(s) - German
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.268
H-Index - 19
eISSN - 1437-1049
pISSN - 0038-9145
DOI - 10.1002/stab.202000080
Subject(s) - physics , chemistry , polymer chemistry , mechanical engineering , materials science , engineering
Es wird ein Einblick in die Vorgehensweise zur Fertigung von Knotenstrukturen im Stahlbau mittels Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) und der numerischen und experimentellen Untersuchung der Knotenstrukturen gegeben. Ausgehend von der geometrischen Komplexität sich schneidender Profilstäbe aus Stahl werden wesentliche Punkte bei der simulationsgestützten Ermittlung von Knotenstrukturen beschrieben. In Abhängigkeit von den Lastfällen können unterschiedliche Strukturen in der Topologieoptimierung gefunden werden. Für die Herstellung der Knotenstruktur durch das Wire and Arc Additive Manufacturing müssen die numerisch gefundene Geometrie angepasst sowie Varianten der Bahnplanung entwickelt und bewertet werden. Dabei wird auch der Einfluss von Prozessparametern auf Verzug, Endkonturnähe und mechanische Eigenschaften der Bauteile untersucht. Für die Prognose von Spannungs‐ und Verformungszuständen des Knotens wird eine vereinfachte thermische und mechanische Analyse des Herstellungsprozesses durchgeführt. Weiter wird ein Verfahren für eine In‐situ‐Bauteilprüfung vorgestellt, welche Prozessunregelmäßigkeiten anhand von Sensordaten erkennt und deren Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils bewertet, wodurch frühzeitig im Prozess Maßnahmen zur Fehlerkorrektur getroffen oder Kosten durch Ausschuss reduziert werden können.