Optimierung einer Kühlkomponente aus dem metallurgischem Anlagenbau mittels Additiver Fertigung

Abstract

In dieser Masterarbeit soll eine Kühlkomponente aus dem metallurgischem Anlagenbau mittels additiver Fertigung optimiert und entwickelt werden. Das Bauteil wird derzeit mittels konventionellem Gießen gefertigt und weist aufgrund des Designs, Nachteile wie Druckverluste oder keinen optimalen Strömungsverlauf zwischen Ein- und Auslass auf. Diese wirken sich nachteilig auf die Effizienz bzw. auf den Wirkungsgrad der Kühlung aus. Um diese Probleme zu beheben, soll nun das konventionelle Design der Kühlkomponente mittels additiver Fertigung und CFD-Simulationen optimiert werden, um eine bessere Strömung mit geringerem Druckverlust zu erzielen und den Wirkungsgrad der Kühlung zu erhöhen. Mit konventionellen Verfahren wie z.B. Fräsen, Drehen, Gießen, Schmieden, können im Vergleich zur additiven Fertigung keine komplexen Designs wirtschaftlich hergestellt werden. Ein weiteres Ziel dieser Masterarbeit ist es, die Fertigungskosten mittels DesignOptimierung und additiver Fertigung zu reduzieren. Jährlich werden 5.000-10.000 Stück benötigt und hier hat die Additive Fertigung den Vorteil, dass sich die Druckkosten/Fertigungskosten auch bei hohen Stückzahlen reduzieren. In dieser Masterarbeit werden verschiedene neuartige Kühlkomponentenvarianten zunächst hinsichtlich ihrer Fertigungskosten mittels verschiedener additiver Fertigungsverfahren evaluiert. Im Anschluss daran wird eine CFD-Strömungssimulation durchgeführt, um den Druckverlust sowie die Strömung selbst zwischen der konventionellen Variante und der endgültig gewählten neuen Variante zu vergleichen. Dabei zeigt sich, dass durch die Anwendung der neuen Variante der Druckverlust um etwa das 8-fache reduziert werden konnte.

Datum der Bewilligung	2024
Originalsprache	Deutsch (Österreich)
Betreuer/-in	Aziz Huskic (Betreuer*in)