Können die mit generativen Fertigungsverfahren hergestellten Produkte die Einsatzanforderungen der Automobilindustrie erfüllen?

Inhaltsverzeichnis

• Danksagung
• Inhalt
• Abbildungsverzeichnis
• Abkürzungsverzeichnis
• 1. Einleitung
• 1.1 Hintergrund und Problemstellung
• 1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit
• 2. Theoretische Grundlagen
• 2.1 Grundlagen der Fertigungstechnik
• 2.1.1 Einführung
• 2.1.2 Urformen
• 2.1.3 Umformen
• 2.1.4 Trennen
• 2.1.5 Fügen
• 2.1.6 Beschichten
• 2.1.7 Stoffeigenschaft ändern
• 2.2 Generative Fertigungsverfahren
• 2.2.1 Entstehung generativer Fertigungstechnologien
• 2.2.2 Einordnung und Begriffsbestimmung Generativer Fertigungsverfahren
• 2.2.3 Konzept der Generativen Verfahren
• 2.2.3.1 Eigenschaften der Generativen Fertigungsverfahren
• 2.2.3.2 Grund-Prinzip des schichtweisen Aufbaus
• 2.2.3.3 Übersicht der generativen Verfahrensprinzipien
• 2.2.4 Verfahrensablaufgrundlagen
• 2.2.4.1 Prozesskette
• 2.2.4.2 Prozessvorbereitung (Pre-Prozess)
• 2.2.4.3 Generative Fertigungsprozess (In-Prozess)
• 2.2.4.4 Folgeprozess (Post-Prozess)
• 2.2.5 Generative Fertigungsverfahren für Rapid Prototyping, Direct Tooling und Direct Manufacturing
• 2.2.5.1 Rapid Prototyping
• 2.2.5.2 Rapid Manufacturing
• 2.2.5.3 Nicht generative Verfahren – Indirect Prototyping und Indirect Tooling
• 2.2.5.4 Generative Verfahrensprozesse
• 2.3 Industrie 4.0
• 2.3.1 Von der industriellen Revolution zur Industrie 4.0
• 2.3.2 Hintergründe zum Begriff Industrie 4.0
• 2.3.3 Definition von Industrie 4.0
• 2.3.4 Merkmale und Komponenten der Industrie 4.0
• 2.3.4.1 Relevante Merkmale von Industrie 4.0
• 2.3.4.2 Komponenten der Industrie 4.0
• 2.3.4.3 Risiken und Herausforderungen im Rahmen von Industrie 4.0
• 2.3.4.4 Generative Fertigungsverfahren als Baustein der Industrie 4.0
• 2.4 Grundlagen der Ersatzteillogistik
• 2.4.1 Relevanz der Ersatzteillogistik
• 2.4.2 Ersatzteil / Ersatzteilbedarf
• 2.4.3 Ersatzteilmanagement und Ersatzteillogistik
• 2.4.4 Kundenbezogene ersatzteillogistische Prozesse
• 2.4.5 Ersatzteillogistische Unterstützungsprozesse
• 2.4.6 Problemkreise der Ersatzteillogistik
• 3. Stand der Technik in der Fahrzeugbauindustrie im Rahmen der Industrie 4.0
• 3.1 Ersatzteillogistik der Fahrzeugbauindustrie
• 3.2 Generative Fertigungsverfahren in der Ersatzteillogistik der Fahrzeugbauindustrie im Hinblick auf die Industrie 4.0
• 4. Verbesserungsmöglichkeiten der Ersatzteillogistik bei dem flächenmäßigen Einsatz von Generativen Fertigungsverfahren
• 4.1 Einsatz generativer Fertigungsverfahren in der Ersatzteillogistik anderer Branchen
• 4.2 Verbesserung der Ersatzteillogistik in der Fahrzeugbauindustrie durch die Nutzung Generativer Fertigungsverfahren im Hinblick auf die Industrie 4.0
• 5. Bewertung der 3D-Druckverfahren für ein metallisches Endkundenbauteil der Ersatzteillogistik anhand eines Kriterienkatalogs
• 5.1 Methodik der Bewertung
• 5.2 Entwicklung eines Kriterienkatalogs zur Bewertung von 3D-Druckverfahren in der Ersatzteillogistik
• 5.2.1 Relevante Kriterien vor dem Einsatz von generativen Fertigungsverfahren
• 5.2.2 Zusammenstellung der wichtigsten Kriterien für die Ersatzteillogistik
• 5.3 Bewertung der 3D-Druckverfahren für ein metallisches Endkundenbauteil der Ersatzteillogistik anhand eines Kriterienkatalogs mit einem Scoring-Modell
• 5.3.1 Bewertungsschema und Bauteilauswahl
• 5.3.2 Konventionelle Fertigungsverfahren (Feinguss)
• 5.3.3 Laserschmelzen (Selektive Laser Melting - SLM)
• 5.3.4 Lasersintern (Selective Laser Sintern – SLS)
• 5.3.5 Schichtlaminatverfahren (Layer Laminate Manufacturing – LLM)
• 6. Diskussion der Ergebnisse
• 6.1 Auswertung der Ergebnisse
• 6.2 Limitation der Arbeit
• 7. Fazit und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Kriterienkatalogs zur Unterstützung des flächendeckenden Einsatzes von 3D-Druckverfahren für Endkundenbauteile in der Ersatzteillogistik der Automobilindustrie im Kontext von Industrie 4.0. Die Arbeit analysiert die technischen und logistischen Aspekte der generativen Fertigung und deren Relevanz für die Ersatzteilversorgung in der Automobilbranche.

• Generative Fertigungsverfahren (3D-Druck)
• Ersatzteillogistik in der Automobilindustrie
• Industrie 4.0 und deren Einfluss auf die Produktion und Logistik
• Kriterienkatalog zur Bewertung von 3D-Druckverfahren für die Ersatzteillogistik
• Potenziale und Herausforderungen des flächendeckenden Einsatzes von 3D-Druck in der Ersatzteilversorgung

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Die Einleitung stellt den Hintergrund und die Problemstellung der Arbeit dar. Sie beschreibt die zunehmende Bedeutung von 3D-Druckverfahren für die Automobilindustrie und die Notwendigkeit eines Kriterienkatalogs für die Bewertung dieser Verfahren im Kontext der Ersatzteillogistik.
• Kapitel 2: Dieses Kapitel beleuchtet die theoretischen Grundlagen der Fertigungstechnik, insbesondere die generativen Fertigungsverfahren. Es beschreibt die Entstehung, Einordnung, Eigenschaften, das Grundprinzip und die Verfahrensabläufe von 3D-Druckverfahren. Darüber hinaus wird Industrie 4.0 mit seinen Merkmalen, Komponenten und Herausforderungen vorgestellt. Schließlich werden die Grundlagen der Ersatzteillogistik mit ihren relevanten Aspekten behandelt.
• Kapitel 3: Dieses Kapitel analysiert den Stand der Technik in der Fahrzeugbauindustrie im Rahmen von Industrie 4.0. Es befasst sich mit der aktuellen Ersatzteillogistik in der Automobilbranche und untersucht den Einsatz generativer Fertigungsverfahren in diesem Bereich.
• Kapitel 4: In diesem Kapitel werden die Verbesserungsmöglichkeiten der Ersatzteillogistik durch den flächendeckenden Einsatz von 3D-Druckverfahren aufgezeigt. Die Arbeit analysiert den Einsatz von 3D-Druck in anderen Branchen und untersucht die Potenziale dieser Technologie für die Fahrzeugbauindustrie.
• Kapitel 5: Dieses Kapitel widmet sich der Bewertung von 3D-Druckverfahren für ein metallisches Endkundenbauteil der Ersatzteillogistik. Es beschreibt die Methodik der Bewertung und entwickelt einen Kriterienkatalog, der die wichtigsten Kriterien für die Ersatzteillogistik zusammenfasst. Die Arbeit bewertet verschiedene 3D-Druckverfahren anhand des Kriterienkatalogs und eines Scoring-Modells.

Schlüsselwörter

Generative Fertigungsverfahren, 3D-Druck, Ersatzteillogistik, Automobilindustrie, Industrie 4.0, Kriterienkatalog, Bewertung, Potenziale, Herausforderungen, Endkundenbauteile, Rapid Prototyping, Rapid Manufacturing, Direktes Tooling, Direkte Fertigung, Additive Manufacturing, Selektives Laser Schmelzen (SLM), Selektives Laser Sintern (SLS), Schichtlaminatverfahren (LLM).

Häufig gestellte Fragen

Kann 3D-Druck herkömmliche Fertigungsverfahren in der Autoindustrie ersetzen?

Die Arbeit untersucht, ob generative Verfahren die hohen Qualitäts- und Belastungsanforderungen erfüllen können, insbesondere für den Einsatz in der Ersatzteillogistik.

Was sind die Vorteile von 3D-Druck in der Ersatzteillogistik?

Es ermöglicht die „On-Demand“-Produktion seltener Teile, reduziert Lagerkosten und vermeidet Werkzeugkosten für alte Bauteile.

Welche Rolle spielt Industrie 4.0 beim 3D-Druck?

Industrie 4.0 vernetzt die Fertigung, sodass Ersatzteile dezentral dort gedruckt werden können, wo sie benötigt werden (digitale Lagerhaltung).

Was ist das Selective Laser Melting (SLM)?

SLM ist ein generatives Verfahren für Metalle, bei dem ein Laser Metallpulver schichtweise zu einem hochfesten Bauteil verschmilzt.

Welche Kriterien umfasst der entwickelte Kriterienkatalog?

Der Katalog bewertet technische Eigenschaften (Festigkeit, Präzision), wirtschaftliche Faktoren (Kosten pro Teil) und logistische Vorteile.