Malte Stonis

Malte Stonis
IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH

Dr.-Ing.

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January 2008 - August 2016
IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH
Position
  • Manager Process Technology
January 2006 - December 2007
IPH - Institut für Integrierte Produktion gemeinnützige Hannover GmbH
Position
  • Engineer

Publications

Publications (148)
Article
Process monitoring and the resulting increase in quality through AI are attracting increasing attention in large parts of the manufacturing industry. The possibilities of inline process monitoring of cross-wedge rolling are being investigated as part of the research of the Collaborative Research Center 1153. The aim is to develop a monitoring syste...
Article
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The combination of several materials in one component can contribute to increased performance. Herein, three types of hybrid components are manufactured using two cladding processes and one joining process. The resulting workpieces are then formed and tested to determine the potential of the different material combinations. Two types of workpieces...
Article
A major advantage of flashless precision forging is the saving of resources by avoiding excess material. Especially materials with good flow properties, such as aluminum, sometimes lead to the formation of thin flash. Seals have been developed and experimentally tested to prevent thin flash, i.e. the flow of material into tool gaps. The study prese...
Article
It was investigated how a grain refinement can be introduced into a cylindrical rolled part with cross rolling in a flatjaw design. For this purpose, a non-circular shape was rolled in and out again. A theoretical preliminary investigation was used to define a suitable parameter field for experimental evaluation. Metallographic investigations showe...
Article
A key factor influencing the economic efficiency of a forging process is time. To be competitive, organisational, administrative aspects, and decisions on content design must be clarified in the shortest possible time. The development of a forging process includes the creation of a so-called forging sequence plan, in which an initial body (semi-fin...
Article
Full-text available
Increasing the service life and process reliability of systems plays an important role in terms of sustainable and economical production. Especially in the field of energy-intensive bulk forming, low scrap rates and long tool lifetimes are business critical. This article describes a modular method for AI-supported process monitoring during hot form...
Article
Wear due to thermal and mechanical stresses is one of the major causes of forging die failure. The assessment of die condition and the associated die life is usually based on experience. This paper presents a method to objectively predict the remaining life of a forging die. With this method a prediction based on optical measurements can be calcula...
Article
A continuously growing number of product variants increases the demands on the flexibility of intralogistics transportation. One way to achieve greater flexibility is the use of cellular automated guided vehicles, which can be variably interconnected depending on the size of the product to be transported. This article explains the characteristics o...
Article
Durch eine inhomogene Rohteilerwärmung kann ein Umformprozess materialeffizienter gestaltet werden. Die vorliegende Studie befasst sich mit der Erstellung eines FEM-Simulationsmodells zur Auslegung von Warmmassivumformprozessen mit einer inhomogenen Rohteilerwärmung. Die durchgeführten Simulationen werden mit experimentell durchgeführten Schmiedeve...
Article
Die Resilienz eines Lieferanten ist ein elementarer Faktor in der Gestaltung von Lieferketten. In der Lieferantenauswahl wird die Resilienz noch nicht vollumfänglich im Bewertungsprozess berücksichtigt. Im Rahmen eines Forschungsprojekts soll hierfür eine Grundlage geschaffen und damit die Resilienz als Bewertungskriterium in den Prozess der Liefer...
Article
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Zur Untersuchung der Veränderungsfähigkeit von IT-Systemen produzierender Unternehmen wurden zwölf Interviews mit Anwender- und Anbieterunternehmen von IT-Systemen durchgeführt. Durch eine methodische Auswertung der Interviews konnten Faktoren identifiziert werden, die die Einsatzdauer von IT-Systemen beeinflussen. Die Auswertung zeigt, dass neben...
Article
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Dieser Beitrag untersucht, wie Kraftsensoren positioniert sein müssen, um eine Fehlpositionierung von Halbzeugen festzustellen. Hierfür werden simulative Untersuchungen an einem Gesenk durchgeführt. Dabei sind mögliche Positionen für eine Sensorplatzierung rasterförmig aufgebracht. Die aufgezeichneten Kraftwerte der jeweiligen Sensoren werden unter...
Article
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Hybrid components, made of multiple materials, can meet the increasing demands for lightweight construction and functional integration in the automotive and aircraft industry. Hybrid semi-finished components are produced by applying a high-alloy cladding to a low-alloy base material before hot-forming and machining the workpiece. Throughout this pr...
Article
Durch die Erzeugung ultrafeinkörniger Gefüge können die Materialeigenschaften eines Werkstoffs verbessert werden. Ultrafeinkörniges Gefüge besitzt eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Duktilität. In dieser Arbeit wird beschrieben, wie mithilfe eines Walzprozesses Einfluss auf das Gefüge eines Werkstoffs genommen werden soll. Der Prozess wird...
Article
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The Collaborative Research Center 1153 is investigating a novel process chain for manufacturing high-performance hybrid components. The combination of aluminum and steel can reduce the weight of components and lead to lower fuel consumption. During the welding of aluminum and steel, a brittle intermetallic phase is formed that reduces the service l...
Article
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The Collaborative Research Center 1153 is investigating an innovative process chain for the production of hybrid components. The hybrid workpieces are first joined and then formed by cross-wedge rolling. Pinion shafts were manufactured to investigate the behavior of the joining zone under increased complexity of the forming process. For this purpos...
Article
Die Resilienz von Lieferketten gewinnt für produzierende Unternehmen in Zeiten schwerer Störungen durch Krisen massiv an Bedeutung. Die Auswahl von Zulieferern ist ein zentraler Aspekt bei dem Aufbau einer resilienten Lieferkette. Aktuell fehlt jedoch eine ganzheitliche Methode zur Auswahl von Lieferanten unter Berücksichtigung der Resilienz. In di...
Article
Volatile Märkte sowie zunehmende Produktvarianz führen zu komplexeren innerbetrieblichen Materialflüssen. Um diesen gerecht zu werden, ist eine deutliche Steigerung der Flexibilität und Wandlungsfähigkeit vorherrschender Intralogistiksysteme von Nöten. Zur Flexibilisierung der Intralogistik können (kleinskalige) modulare Fördersysteme eingesetzt we...
Article
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Work-related illnesses and the resulting employee absences can have a major impact on productivity and competitiveness, especially in small and medium-sized enterprises. Particularly in the forging industry, the manual handling of forged parts leads to high physical stress and thus to frequent illnesses of the musculoskeletal system, especially of...
Article
Die Realisierung eines geplanten Layoutkonzepts stellt eine komplexe Teilaufgabe innerhalb der Fabrikplanung dar. Insbesondere die zeitliche Anordnung der notwendigen Umzugsschritte unter Berücksichtigung vorhandener Restriktionen wird nach aktuellem Stand meist manuell ausgeführt. Eine methodische Planungsunterstützung könnte zu einer entscheidend...
Chapter
Additive manufacturing enables the economical production of complex components with a high degree of customization. Therefore, the medical industry is using the advantages of additive manufacturing to produce individualized medical devices. Medical devices are subject to special quality control requirements that additive manufacturing processes do...
Article
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In dem Forschungsprojekt „AutoPress“ streben das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH und die Jobotec GmbH gemeinsam die Entwicklung einer automatisierten Prozesssteuerung von Spindelpressen an. Durch den Retrofit und die Anwendung eines Optimierungsalgorithmus sollen der Energiebedarf gesenkt und die Bauteilqualität gesteigert...
Article
Aufgrund der guten Fließeigenschaften von Aluminium neigt das Material beim gratlosen Präzisionsschmieden dazu, in Werkzeugspalte zu fließen und den sogenannten Flittergrat zu erzeugen. Zur industriellen Umsetzung von gratlosen Präzisionsschmiedeprozessen sollen, in Kooperation mit einem Industriepartner, eine innovative Prognosemethode für Flitter...
Article
Abstract During flat die rolling, two die plates pass each other and form the cylindrical semi-finished product enclosed within. Non-circular rolling examines the rolling of multiple, locally nonround geometries such as eccentrics. With the aid of statistical experimental design, a simulative parameter investigation has been carried out, main influ...
Conference Paper
In this paper, objective functions for the optimisation of modular conveyor systems will be introduced. Modular conveyor systems consist of conventional as well as modular conveyor hardware, which are arranged in form of matrix-like layouts. The aim of an ongoing research project is to provide small and medium-sized enterprises with a user-friendly...
Article
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Tailored forming is used to produce hybrid components in which the materials used are locally adapted to the different types of physical, chemical and tribological requirements. In this paper, a Tailored Forming process chain for the production of a hybrid shaft with a bearing seat is investigated. The process chain consists of the manufacturing st...
Article
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Due to the increased integration of functions, many components have to meet high and sometimes contradictory requirements. One way to solve this problem is Tailored Forming. Here, hybrid semi-finished products are manufactured by a joining or cladding process, which are then hot-formed and finished. For the design of hybrid components for a possibl...
Article
Full-text available
The Tailored Forming process chain is used to manufacture hybrid components and consists of a joining process or Additive Manufacturing for various materials (e.g. deposition welding), subsequent hot forming, machining and heat treatment. In this way, components can be produced with materials adapted to the load case. For this paper, hybrid shafts...
Article
Abstract For more than half of the approximately 30,000 wind turbines in Germany, the 20-year EEG funding will end in the next ten years. It is still unclear what the optimal technical and economic strategies for end-oflife utilization might look like. The BMWK joint project „TransWind“ aims to analyze the end-of-life issue on a micro- and macro-le...
Article
Die Reorganisation von Fabrikobjekten in der Restrukturierung bestehender Fabriken ist mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Im Beitrag wird ein Überblick über mögliche Zielkonflikte und zentrale Einflussfaktoren auf den Projekterfolg gegeben.
Article
In der Energiewende werden dringend Fortschritte benötigt – doch immer wieder kommt es bei den erneuerbaren Energien zu Akzeptanzproblemen und Klageverfahren. Im Projekt „WindGISKI“ soll ein Geoinformationssystem auf Basis Künstlicher Intelligenz entwickelt werden, das an diesen Fragestellungen ansetzt. In einem Vorprojekt wurden dazu bereits Einfl...
Article
Durch Prozessüberwachungsstrategien lassen sich verschleißbedingte Zustände von Schmiedegesenken erkennen und prognostizieren. Die Prognose des Verschleißzustands erlauben intelligente Instandhaltungsstrategien. Dadurch lassen sich Reststandmengen voll ausschöpfen, Ausschuss reduzieren und Ausfallzeiten einkalkulieren. Inhalt dieses Beitrags ist di...
Article
Im Unrundwalzen wird die Machbarkeit untersucht, mehrere zueinander versetzte, lokal unrunde Formelemente in ein zylindrisches Halbzeug zu walzen. Ein Teilgebiet der Untersuchungen ist das Walzen von zwei elliptischen Abschnitten. Aus drei unterschiedlichen Berechnungskonzepten für die Bestimmung der Werkzeuggravur wurde einer für eine simulative P...
Article
Etablierte Verfahren zur Drehwinkelbestimmung an rotierenden Wellen verwenden Codierscheiben oder kabelgebundene Sensorik, welche sich negativ auf die Laufeigenschaften, den Verschleiß oder den Installationsaufwand auswirken können. Schneider et al. demonstrierten ein neuartiges Verfahren zur optischen Drehwinkelbestimmung an lasercodierten Wellen,...
Article
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Qualitative uncertainties are a key challenge for the further industrialization of additive manufacturing. To solve this challenge, methods for measuring the process states and properties of parts during additive manufacturing are essential. The subject of this review is in-situ process monitoring for material extrusion additive manufacturing. The...
Article
Im Automobil- und Maschinenbau werden massivumgeformte Bauteile in vielen Anwendungen eingesetzt. Die Gesenke für die Bauteile erfahren während der Umformung aufgrund von hohen Umformkräften und Temperaturen einen hohen Verschleiß. Um einen wirtschaftlichen Produktionsbetrieb zu ermöglichen, wurden Methoden zur Verminderung des Verschleißes bei der...
Article
In der Medizintechnik, in der komplexe und patientenindividuelle Produkte hergestellt werden, hat sich die Additive Fertigung etabliert. Da die Prozesse der Additiven Fertigung sensibel auf Veränderungen der Prozessparameter und Umgebungsbedingungen reagieren, sind Qualitätssicherungsmaßnahmen ein zentraler Faktor innerhalb der Produktion. In diese...
Article
Bei der Montage großskaliger Produkte kommt es oftmals zu Störungen. Um diese Störungen zu reduzieren, ist ein unkomplizierter Ansatz zu ihrer systematischen Aufbereitung nötig. Dieser soll automatisiert ähnliche Störungen identifizieren und eigenständig sinnvolle Behebungsmaßnahmen vorschlagen. Dafür werden zunächst die Störungen gesammelt und cha...
Article
Die Durchführung von Umzugsprojekten im Kontext der Fabrikplanung, wie z. B. die Reorganisation von Produktionshallen, ist aufwendig und komplex. Verfahren der Projektplanung berücksichtigen meist nur zeitliche Restriktionen, räumliche Gegebenheiten werden oft vernachlässigt. Daher wird in einem Forschungsvorhaben derzeit eine Optimierungsmethode z...
Article
Die manuelle Handhabung von Schmiedeteilen ist für Schmiedemitarbeiter körperlich stark belastend. Diese körperlichen Belastungen spiegeln sich in Schädigungen des Hand-Arm-Systems und Rückens wider und führen zum Ausfall der Schmiedemitarbeiter. Um die Gesundheit der Schmiedemitarbeiter zu schonen, ist das Ziel die Grundbelastung durch das Eigenge...
Article
Das Flachbackenwalzen ist der Massivumformung zuzuordnen, in welchem zwei mit Gravuren versehene Werkzeugplatten aneinander vorbeilaufen und dabei ein zylindrisches Halbzeug umformen. Mithilfe des Unrundwalzens als Vorformverfahren soll es ermöglicht werden, lokal unrunde Abschnitte, beispielsweise Ellipsen oder Exzenter in ein Halbzeug zu formen....
Conference Paper
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In this paper, a new solution for the facility layout problem is presented. The approach was integrated into a planning software. The aim of the MeFaP research project was mainly the development of a user-friendly decision support regarding the facility layout problem for small and medium-sized companies. Therefore, a realistic modelling of the pla...
Article
Die Layoutplanung ist eine komplexe Planungsaufgabe im Rahmen einer Fabrikplanung, welche bisher meist manuell ausgeführt werden musste. Zwar wurden in der Vergangenheit viele Optimierungsverfahren für die zugrundeliegende Problemstellung entwickelt, jedoch waren diese nur für einen kleinen meist universitären Expertenkreis anwendbar. Daher wurde i...
Article
Kleinskalige modulare Fördertechnik ermöglicht es, mehrere Förderaufgaben gleichzeitig und auf kleinstem Raum durchzuführen, und bietet so ein großes Potenzial zur Flexibilisierung und Effizienzsteigerung von Förderanlagen. Aktuell existiert keine einfach anwendbare Methode, die Unternehmen dabei unterstützt, diese neuartige Fördertechnik auf Proze...
Article
Full-text available
The production of hybrid components involves a long process chain, which leads to high investment costs even before machining. To increase process safety and process quality during finishing, it is necessary to provide information about the semi-finished parts geometry for the machining process and to identify defect components at an early stage. T...
Article
In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die es ermöglicht die Komplexität eines Schmiedeteils automatisiert auf Basis der CAD-Datei des Schmiedeteils zu bestimmen. Eine automatisierte Bewertung der Schmiedeteilkomplexität ist für eine digitalisierte und automatisierte Auslegung von Stadienfolgen notwendig, um wichtige Auslegungsparameter w...
Article
Auf innerstädtischen Baustellen steht meist nur ein begrenztes Flächenangebot zur Verfügung. Dadurch steigt die Komplexität in der Durchführung entsprechender Bauprojekte und zugleich das Risiko von Terminverschiebungen. Sowohl die Zusammensetzung des Bedarfs an spezifischen Flächenarten sowie deren Bedarfsentwicklung während der Bauzeit sollten im...
Article
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The service life of rolling contacts is dependent on many factors. The choice of materials in particular has a major influence on when, for example, a ball bearing may fail. Within an exemplary process chain for the production of hybrid high-performance components through tailored forming, hybrid solid components made of at least two different stee...
Conference Paper
The imminent end-of-funding for an enormous number of wind energy turbines in Germany until 2025 is confronting affected operators with the challenge of deciding whether to further extend the lifetime of old turbines or to repower and replace it with new and more efficient ones. By means of a real options approach, we combine two methods to address...
Article
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Within the Collaborative Research Centre (CRC) 1153 “Tailored Forming “the manufacturing of hybrid bulk components is investigated. Therefore, a process chain consisting of joining, forming, milling and quality control has been established by multiple subprojects. Within subproject B1 of the CRC forming of hybrid parts by the incrementally forming...
Article
Kurzfassung In vielen Unternehmen steigt der Anspruch an die Effizienz der unternehmenseigenen Prozesse, um aus den vorhandenen Kapazitäten den maximalen Nutzen herauszuholen. Dazu gehört u. a. das Vermeiden von Verschwendungen innerbetrieblicher Kapazitäten. Mit der Optimierung von Arbeitsplänen durch Anpassung des Detaillierungsgrads an die Bedür...
Article
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To manufacture semi-finished hybrid workpieces with tailored properties, a finite element simulation assisted process chain design was investigated. This includes the process steps of cross wedge rolling, hot geometry inspection, induction hardening, and fatigue testing. The process chain allows the utilisation of material combinations such as high...
Article
Kurzfassung Die branchenübergreifende Digitalisierung der Wirtschaft führt nicht nur zur Entstehung innovativer Produkte und Dienstleistungen, sondern auch zu einem Wandel bestehender Marktlogiken [1]. Insbesondere digitale Plattformen werden in zunehmendem Maße als Wachstums- und Innovationstreiber des digitalen Wandels betrachtet [2]. Durch die V...
Article
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In this work we present an application of the virtual element method (VEM) to a forming process of hybrid metallic structures by cross-wedge rolling. The modeling of that process is embedded in a thermomechanical framework undergoing large deformations, as outlined in [1, 2]. Since forming processes include mostly huge displacements within a plasti...
Article
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In this work we present an application of the virtual element method (VEM) to a forming process of hybrid metallic structures by cross-wedge rolling. The modeling of that process is embedded in a thermomechanical framework undergoing large deformations, as outlined in [1, 2]. Since forming processes include mostly huge displacements within a plasti...
Article
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To this day, the design of preforms for hot forging processes is still a manual trial and error process and therefore time consuming. Furthermore, its quality vastly depends on the engineer’s experience. At the same time, the preform is the most influencing stage for the final forging result. To overcome the dependency on the engineer’s experience...
Article
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Hybrid compound forging of aluminum bulk parts and steel sheet metals is a combination of material lightweight design and structural lightweight design. During this process, an aluminum bulk part and a steel sheet metal are combined and formed simultaneously. A material joint is generated by deforming, using zinc as solder material. This prevents t...
Article
Die Auswahl von Lager-, Kommissionier- und Transportsystemen (LKT-Systeme) ist aufgrund der hohen Anzahl an zur Verfügung stehenden Systemen am Markt und zu betrachtenden Einflussfaktoren sehr komplex. Ein wichtiger Einflussfaktor ist die Automatisierung. Zur Einordnung der Automatisierungsgrade von LKT-Systemen und zur Bestimmung der individuell n...
Article
Dieser Beitrag stellt Konzepte zur Stoß- und Schwingungsreduktion einer Schmiedezange vor. In der Schmiedeindustrie werden bei der Bearbeitung von Schmiedeteilen häufig handgeführte Schmiedezangen eingesetzt. Hierbei wirken auf die Mitarbeiter hohe Belastungen durch Stöße und Schwingungen der Umformmaschinen ein. Ein erstelltes Simulationsmodell ev...
Article
Für die industrielle Etablierung mehrdirektionaler Schmiedeprozesse sind Kenntnisse über zu erwartende Standmengen und eine wirtschaftliche Fertigung essenziell. In diesem Beitrag wird der Einfluss verschiedener Prozessparameter auf das Verschleißverhalten von Schieberwerkzeugen innerhalb einer Simulationsstudie erarbeitet. Die Ergebnisse erlauben...
Article
Kurzfassung Innerbetriebliche Materialtransporte unterliegen ständigen Veränderungen. Produktionslosgrößen werden kleiner, und ein Trend zur Losgröße 1 ist deutlich zu erkennen. Aus diesem Grund werden in einem neuen Forschungsprojekt Drohnen bzw. Multikopter als bisher selten genutzte Transporttechnik auf mögliche Anwendungsbereiche in der Intralo...
Article
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The Collaborative Research Centre 1153 (CRC 1153) “Process chain for the production of hybrid high-performance components through tailored forming” aims to develop new process chains for the production of hybrid bulk components using joined semi-finished workpieces. The subproject B1 investigates the formability of hybrid parts using cross-wedge ro...
Conference Paper
Within the Collaborative Research Centre 1153 “Tailored Forming“ a process chain for the manufacturing of hybrid high performance components is developed. Exemplary process steps consist of deposit welding of high performance steel on low-cost steel, pre-shaping by cross-wedge rolling and finishing by milling. Hard material coatings such as Stellit...
Conference Paper
Within the Collaborative Research Centre (CRC) 1153 Tailored Forming a process chain for the manufacturing of hybrid high performance components is developed. Exemplary process steps consist of deposit welding of high-performance steel onto low cost steel and pre-shaping the component by cross-wedge rolling (CWR), supported by an optical quality co...
Article
Kurzfassung Der demographische Wandel und das damit verbundene Bevölkerungswachstum in Großstädten erschwern zunehmend die Schaffung bezahlbaren Wohnraums. Einen Ansatz zur Entspannung der Wohnungsnot in Großstädten stellt die Modulare Gebäudenachverdichtung dar. Die in diesem Kontext vorherrschenden Rahmenbedingungen werden durch begrenzt verfügba...
Article
Kurzfassung Zur CO 2 -Reduktion ist die Kenntnis über die Emissionen betrieblicher Prozesse notwendig. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH hat dazu einen Softwaredemonstrator entwickelt, der ökologisch-logistische Wirkzusammenhänge aufzeigt. Es können innerbetriebliche und logistische Prozesse hinsichtlich CO 2 -Emissionen, Kos-t...
Article
Kurzfassung In den derzeitigen Ansätzen der Fabrikplanung werden im Prozess der Layoutplanung die Einflüsse von Transportsystemen nicht berücksichtigt. Die Transportmittelauswahl sowie die Transportnetzplanung finden nachgelagert zur Layoutplanung statt. Die Betrachtung der Auswirkungen, die aus der Transportsystemauswahl auf die Gestaltung des Fab...
Article
Kurzfassung Für die effiziente Herstellung komplexer Geometrien werden häufig mehrstufige Prozessketten eingesetzt. Diese bestehen aus einer homogenen Bauteilerwärmung, einer oder mehrerer Vorformstufen und dem Fertigschmieden. Mittels inhomogen erwärmter Rohteile sollen die Prozessketten vereinfacht oder verkürzt werden. Dies kann erreicht werden,...
Article
Kurzfassung Für die Etablierung innovativer Fertigungsprozesse ist eine konstante Prozesssicherheit bei möglichst großen Standmengen von hoher wirtschaftlicher Bedeutung. Bei der Verwendung von ressourcenschonenden Schieberwerkzeugen in der Warmmassivumformung hat bislang keine Standmengenermittlung stattgefunden. Zur industriellen Umsetzung von Sc...
Article
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Most of today’s technical parts and components are made of monolithic materials. These mono-material components produced in established production processes reach their limits due to their respective material characteristics. Thus, a significant increase in production quality and efficiency can only be achieved by combining different materials in o...
Article
Kurzfassung Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung komplexer Schmiedeteile sind die Materialeffizienz und die Entwicklungszeit einer Stadienfolge entscheidende Kriterien. Gerade KMU können Stadienfolgen aufgrund zu geringer Kapazitäten und des hohen Wettbewerbsdrucks häufig nur verkürzt auslegen. Daher soll eine allgemeingültige Me...
Article
Kurzfassung Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) sind ein wichtiger Bestandteil, um operative logistische Prozesse effizienter zu gestalten. Ein wesentliches Defizit von FTF ist ihr nicht-automatisierbares Verhalten in kritischen Betriebssituationen. Mit dem Ziel, dieses Defizit zu überwinden und die Wirtschaftlichkeit beim Einsatz von FTF weiter zu...