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SFB 871 - Regeneration komplexer Investitionsgüter

Leitung:Prof. Dr.-Ing. Jörg Seume
Laufzeit:4 Jahre
Förderung durch:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Link:www.sfb871.de
Bild SFB 871 -
Regeneration komplexer Investitionsgüter

 

Der Sonderforschungsbereich 871 Regeneration komplexer Investitionsgüter will fehlende wissenschaftliche Grundlagen dafür erarbeiten, dass komplexe Investitionsgüter künftig so wiederhergestellt werden, dass der Nutzen für den Anwender des Investitionsguts maximiert wird. Dazu wird der funktionale Nutzen regenerierter Komponenten und ganzer regenerierter Investitionsgüter bewertet. Es werden neue fertigungstechnische Verfahren entwickelt und auch deren Aufwendungen modellbasiert bewertet. Auf der Grundlage dieser modellbasierten Bewertungen werden regelbasiert Entscheidungen über die anzuwenden Regenerationsverfahren getroffen, wobei die Entscheidungskriterien aus Sicherheitsanforderungen und dem maximalen Nutzen für den Kunden abgeleitet werden.

Ziele des SFB 871
Die maßgeblichen Ziele des SFB 871 lassen sich zusammenfassend aus den besonderen Anforderungen der Regeneration an die modellbasierte Produktentwicklung und Produktionstechnik wie folgt ableiten:

  • Frühzeitige Erkenntnis der zu regenerierenden Komponenten und der möglichen Regenerationsschritte
  • Kontinuierliche Berücksichtigung der sukzessive erlangten Erkenntnisse in der Planung des laufenden Regenerationsprozesses
  • Verbesserte Verfahren der Regeneration (Regenerationsschritte) und deren Verkettung zu Regenerationspfaden
  • Modellbasierte Vorhersage der funktionalen Eigenschaften komplexer Investitionsgüter und der produktionstechnischen Aufwendungen
  • Aus den modellbasierten Vorhersagen abgeleitete, regelbasierte Entscheidungen über die durchzuführenden Regenerationsschritte, die den Nutzen für den Kunden maximieren
  • Integration der modellbasierten Vorhersage der produktionstechnischen Aufwendungen und des funktionalen Nutzens auf der Ebene des gesamten Investitionsguts bzw. des gesamten Regenerationsprozesses.

Diese Ziele lassen sich erreichen, indem der heute übliche Reparaturprozess durch einen neuen Regenerationsprozess ersetzt wird.

 

Heute üblicher Regenerationsprozess
Derzeit führt eine Fachkraft den Regenerationsprozess, unter Einhaltung von Vorgaben aus dem Repair-Manual des Herstellers, durch. Dabei spielt die individuelle Erfahrung der Fachkraft eine wesentliche Rolle, was zu einer Unschärfe im Regenerationsprozess durch den Menschen führt. Um die oben genannten Ziele erreichen zu können, muss der heute übliche Reparaturprozess geändert werden (siehe Abb. 1). Die künftigen Reparaturprozesse sollen neue technische Möglichkeiten bieten, um mehrere Komponenten zu regenerieren, und sie sollen alternative Sequenzen von Regenerationsschritten bieten.

Abb. 1: Heute üblicher Regenerationsprozess (Quelle: www.sfb871.de/)

 

Künftiger Regenerationsprozess für komplexer Investitionsgüter
Vor der Auswahl eines Regenerationspfades und der anschließenden Reparatur, soll in einem virtuellen Vorgang für alle Regenerationspfade der produktionstechnische Aufwand und der funktionale Nutzen bewertet werden, sodass aus dieser Bewertung regelbasiert die Entscheidung für den effizientesten Regenerationspfad abgeleitet werden kann (siehe Abb. 2). Die Auswahl des effizientesten Regenerationspfades richtet sich nach dem Kundengeschäftsmodell und kann diesbezüglich von Kunde zu Kunde unterschiedlich sein.

Abb. 2: Künftiger Regenerationsprozess für komplexe Investitionsgüter (Quelle: www.sfb871.de/)

 

Ansprechpartner Leibniz Universität Hannover

Prof. Dr.-Ing. Jörg Seume
Fakultät für Maschinenbau, Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik
seumetfd.uni-hannover.de

 

Konsortium

Partner der Leibniz Universität Hannover

Institut für Statik und Dynamik (ISD)
Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik (TFD)
Institut für Technische Verbrennung (ITV)
Institut für Werkstoffkunde (IW)
Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS)
Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW)
Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA)
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Institut für Mess- und Regelungstechnik (IMR)
Institut für Kontinuumsmechanik (IKM)
Institut für Produktionswirtschaft (PROD)

 

Weitere Partner

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Technische Universität Braunschweig (TUBS)

Publikationen

Eickemeyer, S. C.; Borcherding, T.; Schäfer, S. & Nyhuis, P.  (2010): Validation of data fusion as a method for forecasting the regeneration workload for complex capital goods, Prod. Eng. Res. Devel. 7 (2-3), S. 131–139 

Adamczuk, R. & Seume, J. R. (2012): Time Resolved Full-Annulus Computations of a Turbine with Inhomogeneous Inlet Conditions, International Journal of Gas Turbine, Propulsion and Power Systems 4,2, S. 01–07

Böß, V.; Nespor, D.; Samp, A. & Denkena, B.  (2013): Numerical simulation of process forces during re-contouring of welded parts considering different material properties, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 6 (3), S. 167–174 

Denkena, B. & Flöter, F. (2013): Adaptive Cutting Force Control with a Hybrid Axis System, International Journal of Automation Technology 7 (4), S. 379–384

Holl, M.; Loehnert, S. & Wriggers, P.  (2013): An adaptive multiscale method for crack propagation and crack coalescence, Int. J. Numer. Meth. Engng 93 (1), S. 23–51 

Nicolaus, M.; Möhwald, K.; Bach, F.-W. & Maier, H. J.  (2013): Heat treatment of thermal sprayed Ni-base-fillermetal-NiCrAlY-coating systems for repairing turbine blades, Thermal Spray Bulletin (6) (2), S. 119–123

Reimche, W.; Frackowiak, W.; Bruchwald, O.; Böhm, V. & Bach, F.-W.  (2013): Non-Destructive Determination of Local Damage and Material Condition in High-Performance Components, HTM - Journal of Heat Treatment and Materials 2 (68), S. 59–67

Adamczuk, R.R.; Luehrmann, J. & Seume, J.R. (2014): Methodology for evaluating hot gas path defects in an exhaust jet, Aerospace Science and Technology 39 (Vol. 39), S. 120–127 

Denkena, B.; Gümmer, O. & Flöter, F.  (2014): Evaluation of electromagnetic guides in machine tools, Cirp Annals 63, S. 357–360 

Denkena, B.; Nespor, D.; Böß, V. & Köhler, J.  (2014): Residual stresses formation after re-contouring of welded Ti-6Al-4V parts by means of 5-axis ball nose end milling, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 7 (4), S. 347–360 

Eickemeyer, S. C.; Herde, F.; Irudayaraj, P. & Nyhuis, P.  (2014): Decision models for capacity planning in a regeneration environment, International Journal of Production Research 52 (23), S. 7007–7026 

Holl, M.; Rogge, T.; Loehnert, S.; Wriggers, P. & Rolfes, R.  (2014): 3D multiscale crack propagation using the XFEM applied to a gas turbine blade, Comput Mech 53 (1), S. 173–188

Kuprat, T.; Becker, J.; Mayer, J. & Nyhuis, P. (2014): Evaluating the Logistic Performance Capability of Regeneration Processes, World Academy of Science, Engineering and Technology, International Science Index 89, International Journal of Social, Management, Economics and Business Engineering 2014 (8) (5), S. 252–256

Loehnert, S.  (2014): A stabilization technique for the regularization of nearly singular extended finite elements, Comput Mech 54 (2), S. 523–533 

Mulleners, K.; Gilge, P. & Hohenstein, S.  (2014): Impact of Surface Roughness on the Turbulent Wake Flow of a Turbine Blade, Journal of Aerodynamics 2014, S. 1–9 

Aschenbruck, J. & Seume, J. R.  (2015): Experimentally Verified Study of Regeneration-Induced Forced Response in Axial Turbines, Journal of Turbomachinery 137 (3), S. 1–10 

Denkena, B.; Boess, V.; Nespor, D.; Floeter, F. & Rust, F. (2015): Engine blade regeneration: a literature review on common technologies in terms of machining, Int J Adv Manuf Technol 81 (5-8), S. 917–924 

Flöter, F. & Denkena, B.  (2015): Analysis of Chatter Vibration and Tool Deflection in Milling with a Novel Active Machine Tool Guide, Applied Mechanics and Materials 794, S. 331–338 

Kellenbrink, C. & Helber, S. (2015): Scheduling resource-constrained projects with a flexible project structure Kellenbrink, European Journal of Operational Research 246 (2), S. 379–391 

Li, Y.; Kästner, M. & Reithmeier, E.   (2015): High-precision surface measurement with an automated multiangle low coherence interferometer, Applied Optics 54 (6), S. 1232 

Pohle, L.; Panning-von Scheidt, L. & Wallaschek, J.  (2015): Transient Amplitude Amplification of Mistuned Blisks Bonhage, J. Eng. Gas Turbines Power 137 (11), S. 1125-02 

Nespor, D.; Denkena, B.; Grove, T. & Böß, V. (2015): Differences and similarities between the induced residual stresses after ball end milling and orthogonal cutting of Ti–6Al–4V, Journal of Materials Processing Technology 226, S. 15–24 

Nicolaus, M.; Möhwald, K., & Maier, H. J.  (2015): Combined brazing and alitising process for thermally sprayed Ni-based alloys for the repair of turbine blades, Thermal Spray Bulletin 2015 (8) (2), S. 56–61

Böß, V.; Grove, T.; Denkena, B.; Mücke, A. & Nespor, D. (2016): Prediction of the Principal Stress Direction for 5-axis Ball End Milling, Procedia CIRP 45, S. 291–294   | datei |

Gilge P. & Mulleners, K. (2016): Resulting Aerodynamic Losses of Combinations of Localized Roughness Patches on Turbine Blades, AIAA Journal 54 (8), S. 2552–2555 

Hartmann U. & Seume, J. R.   (2016): Combining ART and FBP for improved fidelity of tomographic BOS, Meas. Sci. Technol. 27 (9), S. 097001 

Hohl, A. & Wallaschek, J.   (2016): A Method to Reduce the Energy Localization in Mistuned Bladed Disks by Application-Specific Blade Pattern Arrangement, J. Eng. Gas Turbines Power 138 (9), S. 092502 

Nespor, D.; Denkena, B.; Grove, T. & Pape, O.   (2016): Surface topography after re-contouring of welded Ti-6Al-4V parts by means of 5-axis ball nose end milling, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 85 (5-8), S. 1585–1602 

Pösch, A.; Schlobohm, J.; Matthias, S. & Reithmeier, E.   (2016): Rigid and flexible endoscopes for three dimensional measurement of inside machine parts using fringe projection, Optics and Lasers in Engineering

Schlobohm, J.; Bruchwald, O.; Frackowiak, W.; Li, Y.; Kästner, M.; Pösch, A.; Reimche, W.; Reithmeier, E. & Maier, H. J. (2016): Turbine blade wear and damage – An overview of advanced characterization techniques, Materials Testing 58 (5), S. 389–394 

Schlobohm, J.; Pösch, A.; Reithmeier, E. & Rosenhahn, B.   (2016): Improving contour based pose estimation for fast 3D measurement of free form objects, Measurement 92 (92), S. 79–82 

Schlobohm, J.; Pösch, A. & Reithmeier, E.  (2016): A Raspberry Pi Based Portable Endoscopic 3D Measurement System, Electronics 5 (3), S. 43 

Von der Haar, H.; Hartmann, U.; Hennecke, C.; Dinkelacker, F. & Seume, J. R.  (2016): Early Defect Detection on an annular Swirl-Burner-Array by Optical Measuring Exhaust Gases and Numerical Analysis, Proceedings of the ASME Turbo Expo 2016, June 13-17, 2016, Seoul, South Korea

Zou, Y.; Li, Y.; Kästner, M.; Reithmeier, E.; Zou, Y. & Kaestner, M.   (2016): Low-coherence interferometry based roughness measurement on turbine blade surfaces using wavelet analysis, Optics and Lasers in Engineering 82, S. 113–121 

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