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  1. Sustainable design with topology optimization for laser powder bed fusion of metals
    Autor*in: Hoschke, Klaus
    Erschienen: 2022
    Verlag:  Universität, Freiburg

    Abstract: Additive manufacturing is a promising technology for the sustainable production of lightweight parts through the direct fabrication of complex, near-net shapes. In addition, the great design freedom enables the application of topology... mehr

     

    Abstract: Additive manufacturing is a promising technology for the sustainable production of lightweight parts through the direct fabrication of complex, near-net shapes. In addition, the great design freedom enables the application of topology optimization for automating the structural layout and hereby more efficient solutions for load-bearing components can be found.
    However, there is no systematic approach for implementing sustainability as a guiding principle in the product development to collectively address related criteria. In this work, this issue is addressed in multiple ways and a novel generative design methodology is developed and demonstrated regarding the sustainable design for additive manufacturing and specifically laser powder bed fusion. In this connection, suitable sustainability measures are defined and a number of models are developed for automation.
    Generative design models with advancements in topology optimization are contributed for automating the design and process layout. Hereby, restrictions of current methods in collectively optimizing very nonlinear behaving mechanical and process-related performance goals are overcome with reasonable computational effort. Furthermore, the resources in the laser powder bed fusion process are analyzed and a predictive model for early stage evaluation of solutions regarding their consumption is proposed. The latter is validated with production experiments and shows adequate qualitative as well as quantitative accuracy.
    The contributions are combined in a multidisciplinary generative design model regarding sustainability optimization for laser powder bed fusion. The latter demonstrates effectiveness and feasibility in collectively modeling and optimizing multiple sustainability criteria in a lightweight design application Abstract: Die additive Fertigung ist eine vielversprechende Technologie, um durch die direkte konturnahe Herstellung komplexer Geometrien die nachhaltige Produktion von Leichtbauteilen zu ermöglichen. Weiterhin kann die große Designfreiheit den Einsatz der Topologieoptimierung für einen automa-
    tisierten Geometrieentwurf befähigen, wodurch noch effizientere Lösungen für lasttragende Bauteile erreicht werden können.
    Aktuell besteht jedoch noch kein systematischer Ansatz, um Nachhaltigkeit als Leitlinie für die Produktentwicklung zu realisieren und dabei zugehörige Kriterien zusammenhängend zu behandeln. In dieser Arbeit wird diese Forschungslücke mit mehreren Entwicklungen geschlossen. Ein methodisches Rahmenwerk für generatives Design wird vorgeschlagen und demonstriert, um nachhaltiges Design für die Additive Fertigung und speziell für das Laserstrahlschmelzen umzusetzen. In diesem Zusammenhang werden geeignete Messgrößen für die Nachhaltigkeit definiert und mehrere Modelle für die Automatisierung vorgeschlagen.
    Generative Designmodelle mit weiterentwickelter Topologieoptimierung werden eingebracht, um das Design und die Prozessauslegung zu automatisieren. Hierbei werden Beschränkungen aktueller Methoden in der zusammenhängenden Optimierung von sich sehr nichtlinear verhaltenden mechanischen und prozessspezifischen Zielgrößen mit guter recheneffizienz überwunden. Zusätzlich werden die Ressourcen im Fertigungsprozess des Laserstrahlschmelzens analysiert und ein Vorhersagemodell für die Bewertung des Verbrauchs von Lösungen vorgeschlagen, welches schon in der Frühphasenentwicklung eingesetzt werden kann. Letzteres wird in Fertigungsexperimenten validiert und zeigt qualitativ als auch quantitativ eine geeignete Genauigkeit.
    Die Forschungsbeiträge werden in einem multidisziplinären generativen Designmodell für die Optimierung der Nachhaltigkeit für das Laserstrahlschmelzen kombiniert. Dieses demonstriert in einem Leichtbau-Anwendungsbeispiel bei der zusammenhängenden Modellierung und Optimierung mehrerer Nachhaltigkeitskriterien eine hohe Effektivität und Durchführbarkeit

     

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    Quelle: Verbundkataloge
    Beteiligt: Hiermaier, Stefan (Akademischer Betreuer)
    Sprache: Deutsch; Englisch
    Medientyp: Dissertation
    Format: Online
    Weitere Identifier:
    Schlagworte: Powders; Topology; Sustainable design; Rapid Prototyping <Fertigung>; Topologieoptimierung; Selektives Laserschmelzen; Nachhaltigkeit <Motiv>; Ressourceneffizienz; Ausfallsicheres System; Duktilität; Mehrkriterielle Optimierung
    Weitere Schlagworte: (local)doctoralThesis
    Umfang: Online-Ressource
    Bemerkung(en):

    Dissertation, Universität Freiburg, 2021

  2. Sustainable design with topology optimization for laser powder bed fusion of metals
    Autor*in: Hoschke, Klaus
    Erschienen: [2021?]

    Abstract: Additive manufacturing is a promising technology for the sustainable production of lightweight parts through the direct fabrication of complex, near-net shapes. In addition, the great design freedom enables the application of topology... mehr

    Universitätsbibliothek Braunschweig
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    Staats- und Universitätsbibliothek Bremen
    keine Fernleihe
    Universitätsbibliothek Clausthal
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    Universitätsbibliothek Freiburg
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    Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen
    keine Fernleihe
    Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt / Zentrale
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    Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr Hamburg, Universitätsbibliothek
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    Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg Carl von Ossietzky
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    Technische Universität Hamburg, Universitätsbibliothek
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    Bibliothek der Hochschule Hannover
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    Bibliothek im Kurt-Schwitters-Forum
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    Technische Informationsbibliothek (TIB) / Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften und Universitätsbibliothek
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    Zentrale Hochschulbibliothek Lübeck
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    Leuphana Universität Lüneburg, Medien- und Informationszentrum, Universitätsbibliothek
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    Hochschule Osnabrück, Bibliothek Campus Westerberg
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    UB Weimar
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    Abstract: Additive manufacturing is a promising technology for the sustainable production of lightweight parts through the direct fabrication of complex, near-net shapes. In addition, the great design freedom enables the application of topology optimization for automating the structural layout and hereby more efficient solutions for load-bearing components can be found.
    However, there is no systematic approach for implementing sustainability as a guiding principle in the product development to collectively address related criteria. In this work, this issue is addressed in multiple ways and a novel generative design methodology is developed and demonstrated regarding the sustainable design for additive manufacturing and specifically laser powder bed fusion. In this connection, suitable sustainability measures are defined and a number of models are developed for automation.
    Generative design models with advancements in topology optimization are contributed for automating the design and process layout. Hereby, restrictions of current methods in collectively optimizing very nonlinear behaving mechanical and process-related performance goals are overcome with reasonable computational effort. Furthermore, the resources in the laser powder bed fusion process are analyzed and a predictive model for early stage evaluation of solutions regarding their consumption is proposed. The latter is validated with production experiments and shows adequate qualitative as well as quantitative accuracy.
    The contributions are combined in a multidisciplinary generative design model regarding sustainability optimization for laser powder bed fusion. The latter demonstrates effectiveness and feasibility in collectively modeling and optimizing multiple sustainability criteria in a lightweight design application Abstract: Die additive Fertigung ist eine vielversprechende Technologie, um durch die direkte konturnahe Herstellung komplexer Geometrien die nachhaltige Produktion von Leichtbauteilen zu ermöglichen. Weiterhin kann die große Designfreiheit den Einsatz der Topologieoptimierung für einen automa-
    tisierten Geometrieentwurf befähigen, wodurch noch effizientere Lösungen für lasttragende Bauteile erreicht werden können.
    Aktuell besteht jedoch noch kein systematischer Ansatz, um Nachhaltigkeit als Leitlinie für die Produktentwicklung zu realisieren und dabei zugehörige Kriterien zusammenhängend zu behandeln. In dieser Arbeit wird diese Forschungslücke mit mehreren Entwicklungen geschlossen. Ein methodisches Rahmenwerk für generatives Design wird vorgeschlagen und demonstriert, um nachhaltiges Design für die Additive Fertigung und speziell für das Laserstrahlschmelzen umzusetzen. In diesem Zusammenhang werden geeignete Messgrößen für die Nachhaltigkeit definiert und mehrere Modelle für die Automatisierung vorgeschlagen.
    Generative Designmodelle mit weiterentwickelter Topologieoptimierung werden eingebracht, um das Design und die Prozessauslegung zu automatisieren. Hierbei werden Beschränkungen aktueller Methoden in der zusammenhängenden Optimierung von sich sehr nichtlinear verhaltenden mechanischen und prozessspezifischen Zielgrößen mit guter recheneffizienz überwunden. Zusätzlich werden die Ressourcen im Fertigungsprozess des Laserstrahlschmelzens analysiert und ein Vorhersagemodell für die Bewertung des Verbrauchs von Lösungen vorgeschlagen, welches schon in der Frühphasenentwicklung eingesetzt werden kann. Letzteres wird in Fertigungsexperimenten validiert und zeigt qualitativ als auch quantitativ eine geeignete Genauigkeit.
    Die Forschungsbeiträge werden in einem multidisziplinären generativen Designmodell für die Optimierung der Nachhaltigkeit für das Laserstrahlschmelzen kombiniert. Dieses demonstriert in einem Leichtbau-Anwendungsbeispiel bei der zusammenhängenden Modellierung und Optimierung mehrerer Nachhaltigkeitskriterien eine hohe Effektivität und Durchführbarkeit

     

    Export in Literaturverwaltung   RIS-Format
      BibTeX-Format
    Quelle: Verbundkataloge
    Sprache: Englisch
    Medientyp: Dissertation
    Format: Online
    Weitere Identifier:
    FRUB-opus-225685
    Schlagworte: Rapid Prototyping <Fertigung>; Topologieoptimierung; Selektives Laserschmelzen; Nachhaltigkeit <Motiv>; Ressourceneffizienz; Ausfallsicheres System; Duktilität; Mehrkriterielle Optimierung
    Umfang: 1 Online-Ressource (xii, 244 Seiten), Illustrationen, Diagramme
    Bemerkung(en):

    Dissertation, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau, 2021

  3. Sustainable design with topology optimization for laser powder bed fusion of metals
    Autor*in: Hoschke, Klaus
    Erschienen: 2022
    Verlag:  Universität, Freiburg

    Abstract: Additive manufacturing is a promising technology for the sustainable production of lightweight parts through the direct fabrication of complex, near-net shapes. In addition, the great design freedom enables the application of topology... mehr

    Technische Hochschule Bingen, Bibliothek
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    Bibliothek der Hochschule Darmstadt, Zentralbibliothek
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    TU Darmstadt, Universitäts- und Landesbibliothek - Stadtmitte
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    Bibliothek der Frankfurt University of Applied Sciences
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    Universitätsbibliothek J. C. Senckenberg, Zentralbibliothek (ZB)
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    Hochschul- und Landesbibliothek Fulda, Standort Heinrich-von-Bibra-Platz
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    Technische Hochschule Mittelhessen, Hochschulbibliothek Gießen
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    Universitätsbibliothek Gießen
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    Universitätsbibliothek Kassel, Landesbibliothek und Murhardsche Bibliothek der Stadt Kassel
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    Universität Mainz, Zentralbibliothek
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    Universität Marburg, Universitätsbibliothek
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    Hochschul- und Landesbibliothek RheinMain, Rheinstraße
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    Abstract: Additive manufacturing is a promising technology for the sustainable production of lightweight parts through the direct fabrication of complex, near-net shapes. In addition, the great design freedom enables the application of topology optimization for automating the structural layout and hereby more efficient solutions for load-bearing components can be found.
    However, there is no systematic approach for implementing sustainability as a guiding principle in the product development to collectively address related criteria. In this work, this issue is addressed in multiple ways and a novel generative design methodology is developed and demonstrated regarding the sustainable design for additive manufacturing and specifically laser powder bed fusion. In this connection, suitable sustainability measures are defined and a number of models are developed for automation.
    Generative design models with advancements in topology optimization are contributed for automating the design and process layout. Hereby, restrictions of current methods in collectively optimizing very nonlinear behaving mechanical and process-related performance goals are overcome with reasonable computational effort. Furthermore, the resources in the laser powder bed fusion process are analyzed and a predictive model for early stage evaluation of solutions regarding their consumption is proposed. The latter is validated with production experiments and shows adequate qualitative as well as quantitative accuracy.
    The contributions are combined in a multidisciplinary generative design model regarding sustainability optimization for laser powder bed fusion. The latter demonstrates effectiveness and feasibility in collectively modeling and optimizing multiple sustainability criteria in a lightweight design application Abstract: Die additive Fertigung ist eine vielversprechende Technologie, um durch die direkte konturnahe Herstellung komplexer Geometrien die nachhaltige Produktion von Leichtbauteilen zu ermöglichen. Weiterhin kann die große Designfreiheit den Einsatz der Topologieoptimierung für einen automa-
    tisierten Geometrieentwurf befähigen, wodurch noch effizientere Lösungen für lasttragende Bauteile erreicht werden können.
    Aktuell besteht jedoch noch kein systematischer Ansatz, um Nachhaltigkeit als Leitlinie für die Produktentwicklung zu realisieren und dabei zugehörige Kriterien zusammenhängend zu behandeln. In dieser Arbeit wird diese Forschungslücke mit mehreren Entwicklungen geschlossen. Ein methodisches Rahmenwerk für generatives Design wird vorgeschlagen und demonstriert, um nachhaltiges Design für die Additive Fertigung und speziell für das Laserstrahlschmelzen umzusetzen. In diesem Zusammenhang werden geeignete Messgrößen für die Nachhaltigkeit definiert und mehrere Modelle für die Automatisierung vorgeschlagen.
    Generative Designmodelle mit weiterentwickelter Topologieoptimierung werden eingebracht, um das Design und die Prozessauslegung zu automatisieren. Hierbei werden Beschränkungen aktueller Methoden in der zusammenhängenden Optimierung von sich sehr nichtlinear verhaltenden mechanischen und prozessspezifischen Zielgrößen mit guter recheneffizienz überwunden. Zusätzlich werden die Ressourcen im Fertigungsprozess des Laserstrahlschmelzens analysiert und ein Vorhersagemodell für die Bewertung des Verbrauchs von Lösungen vorgeschlagen, welches schon in der Frühphasenentwicklung eingesetzt werden kann. Letzteres wird in Fertigungsexperimenten validiert und zeigt qualitativ als auch quantitativ eine geeignete Genauigkeit.
    Die Forschungsbeiträge werden in einem multidisziplinären generativen Designmodell für die Optimierung der Nachhaltigkeit für das Laserstrahlschmelzen kombiniert. Dieses demonstriert in einem Leichtbau-Anwendungsbeispiel bei der zusammenhängenden Modellierung und Optimierung mehrerer Nachhaltigkeitskriterien eine hohe Effektivität und Durchführbarkeit

     

    Export in Literaturverwaltung   RIS-Format
      BibTeX-Format
    Quelle: Verbundkataloge
    Beteiligt: Hiermaier, Stefan (Akademischer Betreuer)
    Sprache: Deutsch; Englisch
    Medientyp: Dissertation
    Format: Online
    Weitere Identifier:
    DDC Klassifikation: Chemische Verfahrenstechnik (660)
    Schlagworte: Rapid Prototyping <Fertigung>; Topologieoptimierung; Selektives Laserschmelzen; Nachhaltigkeit <Motiv>; Ressourceneffizienz; Ausfallsicheres System; Duktilität; Mehrkriterielle Optimierung
    Umfang: 1 Online-Ressource
    Bemerkung(en):

    Dissertation, Universität Freiburg, 2021