Zugl.: München, Universiẗat, Diss., 2008.

Zugl.: Dresden, Techn. Universiẗat, Diss., 2008.

Universiẗat, Diss., 1999--Stuttgart.

Universiẗat, Diss., 2001--Konstanz. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2001.

Universiẗat, Diss., 2003--Freiburg (Breisgau).

Universiẗat, Diss., 2003--Freiburg (Breisgau).

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2007

Zugl.: Erlangen-Nürnberg, Universiẗat, Diss., 2007.

Ziel der Arbeit ist es, die Herstellung von Bauteilen aus Titan- und Titanlegierungen über das additive Fertigungsverfahren des 3D-Siebdrucks zu evaluieren. Zur Beurteilung der resultierenden mechanischen Eigenschaften werden im Rahmen dieser Dissertation das Reintitan und die Legierung Ti6Al4V als Modelllegierungen verwendet. Gasverdüste vorlegierte Pulver werden in einer wässrigen Druckpaste aus organischem Binder und Rheologieadditiven dispergiert und anschließend schichtweise durch photopolymerisch beschichtete Siebe gedruckt. Der Fokus liegt auf der Ermittlung prozessbedingter Einflüsse und der resultierenden Prozessgrenzen. Anschließend erfolgt das Herauslösen der organischen Pastenbestandteile mittels Lösemittelextraktion sowie thermischer Entbinderung und das finale Sintern zu nahezu dichten Bauteilen. Die Ergebnisse aus Maßhaltigkeits- und Gefügeuntersuchungen und der Ermittlung ausgewählter mechanischer Eigenschaften der gedruckten Titanproben werden vergleichend mit konventionellen und anderen Additiven Verfahren bewertet. Es folgt eine Diskussion zu festigkeits- und duktilitätssteigernden Maßnahmen. Unter Verwendung geeigneter Prozessparameter wird das temporäre Zulegieren von Wasserstoff und seine Auswirkung auf den Kornfeinungsgrad und die mechanischen Eigenschaften evaluiert. Zur Verminderung der versprödend wirkenden hohen Sauerstoffgehalte im Titan und Ti6Al4V erfolgt eine Parameterstudie zur elektrolytischen Reduktion in einer Salzschmelze. Hierfür wird anhand eines vereinfachten Systems ein diffusionsgesteuertes Modell zur Abschätzung von Reduktionszeiten in den beiden Werkstoffen entwickelt und beurteilt. Mechanische Prüfungen sind Grundlage für eine Bewertung des neuen Prozesses zur elektrolytischen Nachreinigung von Bauteilen.

Elektrische Maschinen werden heutzutage auf mannigfaltigen Gebieten eingesetzt. Sie verrichten ihre Aufgaben in leistungsstarken Industrieantrieben für Erzmühlen oder Stahlwalzen, als Synchrongeneratoren zur Elektroenergieerzeugung, in Fertigungsanlagen wie Backstraßen oder Fließbänder oder auch im Verkehr, in Zügen oder verstärkt nun auch in Automobilen. Sie erleichtern uns aber auch den Alltag an Stellen, wo sie oft gar nicht wahrgenommen werden. Sie ermöglichen nützliche Helferlein im Auto mithilfe von Servomotoren – Scheibenwischer, Fensterheber oder Seitenspiegelverstellung sind nur ausgewählte Beispiele. Aber auch Fensterrollläden, Klimaanlagen oder Fahrstühle benötigen elektrische Antriebe. Darüber hinaus verstecken sich sie sich als Klein- und Kleinstmaschinen in medizinischen Geräten wie dem Zahnarztbohrer oder in Pflegeprodukten des täglichen Bedarfs von der Haarschneidemaschine, über den Nasenhaartrimmer und Föhn bis hin zur elektrischen Zahnbürste. Da Elektromotoren also in immer mehr Geräten stecken, müssen auch immer größere Stückzahlen gefertigt werden, die am besten nichts kosten. Es besteht somit die große Herausforderung all die Bedürfnisse ressourcenschonend und kostengünstig zu bedienen. Aus diesem Gedanken heraus entstand am Lehrstuhl die Idee, Wicklungen elektrischer Kleinmaschinen zu drucken. Dies geschieht mithilfe der Siebdrucktechnik, wie es schon heute bei RFID-Chips die Regel ist. Es handelt sich also um ein erprobtes Verfahren, das eine günstige Fertigung großer Stückzahlen erlaubt. Erste Erfahrungen wurden bereits gesammelt, hier sei auf [10], [11] und [12] verwiesen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollen diese Grundlagen nun ausgebaut, gefestigt, sowie erweitert werden. Um einen Eindruck und Überblick zu gewinnen, wird im Folgenden eine Reihe elektrischer Kleinmaschinen entworfen. Hierbei sollen Probleme ausfindig gemacht, Lösungen eruiert und Abweichungen zum konventionellen Entwurf aufgezeigt werden. Im Rahmen dessen werden Berechnungsvorschriften für siebgedruckte Wicklungen abgeleitet und diese schließlich zur Berechnung einer Maschinenreihe mit verschiedenen Außendurchmessern und Längen genutzt. Am Ende der Arbeit sollen ausgewählte Motoren aus der berechneten Reihe stehen, an denen Messungen stattfinden um die verwendeten Algorithmen zu verifizieren.