8_CAx-Kette am Beispiel der Fertigung von Freiformflächen

Question 1

Was bedeutet CAx?

Answer 1

Computer-Aided Everything«

• -> rechnerunterstützt
• »D« für Design, also für Konstruktion
• »M« für Manufacturing, also für Fertigung

Question 2

Optimierte Prozesskette

Answer 2

1. Konzeption und Design
2. Rapid Prototyping + Tooling
3. NC + Simulation
4. Herstellung Serienwerkzeug
5. Werkzeugveredelung + -reparatur

Question 3

Konstruktionskreislauf

Answer 3

1. Bauteilkonstruktion (Geometrie endgültig? –> 4.)
2. Näherungsberechnung der biegekritischen Eigenfrequenz des rotierenden Systems
3. Überprüfung durch FEM- Analyse (Notwendige Geometrieänderungen? –> 1.)
4. Bemaßung
5. CAM-Planung und Fertigung

Question 4

Rapid Prototyping

Answer 4

• Generativer, schichtweiser Aufbau von Bauteilen direkt aus CAD-Daten
• Erschließung hoher wirtschaftlicher Potentiale bei Fertigung komplexer
  Geometrien in kleiner Stückzahl
• keine Werkzeuge und Formen

Question 5

Rapid Tooling

Answer 5

• wie rapid prototyping
• Schichtweiser Aufbau von formgebenden Werkzeugen (direktes RT)
• Abformende Herstellung von Werkzeugen anhand schichtweise aufgebauter
  Urmodelle (indirektes RT)

Question 6

Arten von Prototypen

Answer 6

• Designmodell
• Funktionsprototyp
• Technischer Prototyp
• Vorserie

–> Steigende Seriennähe hinsichtlich Anforderungen, Werkstoff, Verfahren und Stückzahl

Question 7

Rapid Tooling: Selektives Laserschmelzen SLM® / L-PBF

Answer 7

• wie Lasersintern, nur höhere Temperaturen
• Verschmelzen von Pulverpartikeln
• kein Ausbrennen von Bindern
• 100% Dichte, hohe Festigkeit

Question 8

Rapid Tooling: Controlled Metal Build Up (CMB)

Answer 8

• Schichtweiser Aufbau durch Kombination von Laserauftrag- schweißen und HSC-Fräsen
• Oberflächen in Fräsqualität
• für Stahl
• auch kleine Werkzeugdurchmesser

Question 9

Vorwärtsplanung/ Forward Engineering

Answer 9

Vom CAD-Modell zum Produkt

–> Nach Anforderungen, Kundenwünschen und Normen (Konstruktion)

Question 10

Rückwärtsplanung/ Reverse Engineering

Answer 10

Vom Produkt zum CAD-Modell

–> Rückführung der Merkmale eines Objektes in ein reproduzierbares Ausgangsmodell

Question 11

Fräsprozessimulation (Input/Output/Verfahren)

Answer 11

Input:

• Bauteil
• Werkzeugmodell
• Werkzeugbahn
• Prozessparameter
• -> Verfahren:
• Eingriffssimulation
• Spansimulation
• Kraftsimulation
• -> Output:
• Verschleißvorhersage
• Werzeugabdrängung
• Materialabtrag

Question 12

Konstruktionsmethodiken zum Aufbau von 3D-CAD-Modellen

Answer 12

• Assoziative Konstruktion
• Parametrische Konstruktion
• Parametrisch-assoziative Konstruktion

Question 13

Modellarten

Answer 13

• Kantenmodell
• Flächenmodell
• Volumenmodell
• Freiformflächen

Question 14

Datenaustausch: Gängige systemneutrale Schnittstellenformate

Answer 14

• STL
• IGES
• JT
• STEP

Question 15

CAx Vorgehen/Schritte (Diagramm)

Answer 15

CAD: Konstruktion
CAE: Absicherung/Freigabe, Testen
CAM: Produktionsplanung

Question 16

CAD-Konstruktionskriterien

Answer 16

• Torsions- und Biegesteifigkeit
• Radien (Fillets) minimieren Kerbwirkung
• biegekrit. Eigenfrequenz ausschließen

Question 17

Schwingungsmoden

Answer 17

• translatorisch
• rotatorisch
• biegekritisch
• Mischformen

Question 18

Einflüssen bei der Wahl der Frässtrategie

Answer 18

• Bauteilgeometrie
• Bearbeitungsstrategie (Schnuppen, Schlichten)
• Werkstoff
• Oberflächenqualität

Question 19

Vorgehen Konstruktion (Grafik)

Answer 19

1. Planen und klären der Aufgabe
2. Konzipieren
3. Enterten
4. Ausarbeiten