Entwicklung einer temperaturbasiertenVorsteuerung zur gezielten Beeinflussung derNahtbreite beim WAAM-Prozess auf Basisvon FEM-Simulation

Abstract

Das Fertigungsverfahren Wire Arc Additive Manufactoring ermöglicht die Fertigung von großen Bauteilen. Verglichen zu herkömmlichen Fertigungsverfahren stellt es eine sehr preiswerte Möglichkeit dar. Um diesen Kostenvorteil zu erhalten, ist jedoch eine gut abgestimmte Prozesskette notwendig. Ein Teil dieser ist das first-time-right Prinzip, also das Ziel, mit möglichst wenig Vorversuchen ein Bauteil zu fertigen. Diese Arbeit beschäftigt sich dabei mit der Entwicklung einer temperaturbasierten Vorsteuerung der Nahtbreite, um das Erzeugen von Ausschuss durch eine zu geringe Windstärke in Zukunft reduzieren zu können. Das Ziel ist es, eine Vorsteuerstrategie für das Metall Inert Gas Schweißen, basierend auf einer Finite-Elemente Temperatursimulation, zu entwickeln. Diese soll es ermöglichen, die Breite bei einlagigen Schweißnähten trotz Temperaturschwankungen im Grundblech oder verschiedenen Starttemperaturen konstant zu halten. Eine detaillierte Erläuterung der Motivation und Problemstellung bietet dabei die Einleitung. Im Stand der Technik wird anschließend die notwendige Theorie für die Arbeit behandelt. Für die Methodik wird eine Vorsteuerstrategie bestehend aus mehreren Schritten vorgestellt, welche das Erreichen der gesetzten Ziele ermöglichen soll. Diese umfasst die Identifikation und Umsetzung notwendiger Systemanpassungen sowie die Generierung, Umrechnung und Aufschaltung des Vorsteuersignals für die Stromquelle. Auch auf die detaillierte Umsetzung dieser Vorsteuerstrategie wird eingegangen. Abschließend soll sich im Experimentellen Teil herausstellen, dass die präsentierte Vorsteuerstrategie die Nahtbreite annähernd konstant halten kann, während die Nahtbreite bei entsprechenden Referenzmessungen stark schwankt.

Datum der Bewilligung	2025
Originalsprache	Deutsch (Österreich)
Betreuer/-in	Gernot Stübl (Betreuer*in)