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Lehrstuhl für Konstruktions- und Antriebstechnik Bildinformationen anzeigen
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Thomas Künneke, M.Sc.

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 Thomas Künneke, M.Sc.

Konstruktions- und Antriebstechnik

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Wissenschaftlicher Mitarbeiter - Design technology (Design for function)

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Liste im Research Information System öffnen

2021

Konstruktionsregeln für additiv gefertigte Partikeldämpfer/Design rules for additive manufactured particle dampers

T. Künneke, D. Zimmer, Konstruktion (2021), pp. 72-78

<p>Inhalt Additive Fertigungsverfahren bieten große Vorteile in der Bauteilgestaltung, können aufgrund ihrer Verfahrenseigenschaften aber auch zu einer Erhöhung der Bauteilfunktionalität beitragen. Mit dem Laser-Strahlschmelzen lassen sich Partikeldämpfer direkt im Fertigungsprozess in die Bauteile integrieren und an die vorliegenden Randbedingungen anpassen. Hierzu wird eine experimentelle Methode basierend auf der komplexen mechanischen Leistung vorgestellt. Aus Kennfeldern werden für unterschiedliche geometrische Einflüsse erste Konstruktionsregeln abgeleitet, die in der Anwendung im Konstruktionsprozess als eine Hilfestellung zur Erhöhung der Bauteildämpfung zur Reduzierung unerwünschter Schwingungen dienen.</p>


2020

Kombination und Integration etablierter Technologien mit additiven Fertigungsverfahren

T. Lieneke, T. Künneke, N. Eschner, A.. Jacob, M.. Schäfer, T. Hickmann, R. Faroun, M.. Hoffmann, M. Scholl, K. Baumeister, D. Zimmer, G. Lanza, 2020


2019

Design guidelines for post-processing of laser beam melting in context of support structures

T. Künneke, T. Lieneke, S. Lammers, D. Zimmer, in: Proceedings of the Special Interest Group meeting on Advancing Precision in Additive Manufacturing, 2019, pp. 137-140

Laser Beam Melting (LBM) is an Additive Manufacturing (AM) process on the threshold of serial production. Therefore, LBM has to overcome different problems such as a low productivity and minor economic efficiency. Support structures are essential for LBM; however, these structures contribute to the mentioned topics, because their removal is time consuming and cost intensive. To enable design engineers and operators to increase the efficiency of LBM, design guidelinesfor support structures suitable for post-processing are developed. For this purpose, the effect of different design parameters on various evaluation criteria is considered. Suitability for post-processing can be evaluated in terms of cost, quality and time. Therefore, test specimens are built and parameter impacts on material consumption as well as the post-processing time is examined. Furthermore, the roughness of the parts is analyzed and used as an indicator for the removability of the support structure. In addition, warpage is measured and the impact of the parameters on this criterion is examined. Based on the results, suitable design guidelines and hints for support structures are developed in order to reduce time and costs during manufacturing and post-processing.


Manufacturing Accuracy In Additive Manufacturing: A Method To Determine Geometrical Tolerances

T. Lieneke, T. Künneke, F. Schlenker, V. Denzer, D. Zimmer, in: Special Interest Group Meeting: Advancing Precision in Additive Manufacturing, 2019

Additive Manufacturing (AM) processes generate plastic or metal parts layer-by-layer without using formative tools. The resulting advantages highlight the capability of AM to become an inherent part within the product development. However, process specific challenges such as a high surface roughness, the stair-stepping effect or geometrical deviations inhibit the industrial establishment. Thus, additively manufactured parts often need to be post-processed using established manufacturing processes. Many process parameters and geometrical factors influence the manufacturing accuracy in AM which can lead to large deviations and high scatterings. Published results concerning these deviations are also difficult to compare, because they are based on several geometries that are manufactured using different processes, materials and machine settings. It is emphasized that reliable tolerances for AM are difficult to define in standards. Within this investigation, a uniform method was developed regarding relevant test specimens to examine geometrical deviations for Laser Beam Melting (LBM), Fused Deposition Modeling (FDM) and Selective Laser Sintering (SLS) in order to derive geometrical tolerance values. The manufactured test specimens were measured using tactile and optical systems to examine the occurring geometrical deviations. The results show possible geometrical tolerance values that were classified according to the international standard DIN EN ISO 286-1.


Schall mittels Pulver dämpfen

T. Künneke, D. Zimmer, konstruktionspraxis (2019), 6, pp. 24-26


2018

Design Guidelines for a Software-supported Adaptation of Additively Manufactured Components with Regard to a Robust Production

S. Lammers, J. Tominski, S. Magerkohl, T. Lieneke, T. Künneke, D. Zimmer, in: 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018

The design of additively manufactured components requires a rethinking in the design process. This is inhibited by a lack of knowledge about additive manufacturing technologies. For this reason, a large number of design guidelines have been developed in recent years. In their present form the design guidelines are not suitable for processing in a software algorithm, since the guidelines have a certain redundancy and partly influence each other. This paper describes several steps to consolidate the existing guidelines and to prepare them in a way that they can be used in a software algorithm for a design check. Therefore, existing guidelines are collected, prioritized and quantified with regard to their relevance for a robust production. To quantify the guidelines, test specimens are developed, produced and evaluated in order to obtain a limit value for the geometric properties. With these limit values, quantifiable design guidelines can be applied to designers and software tools.


Ein Beitrag zur Anpassung bestehender Konstruktionsmethodiken an die additiven Fertigungsverfahren

T. Künneke, S. Bücker, T. Lieneke, D. Zimmer, in: Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference, Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2018, pp. 128-143

In der Industrie entsteht aufgrund des dynamischen Wettbewerbsumfelds ein zunehmender Drang nach verkürzten Produktentstehungszeiten, hoher Funktionsintegration und individualisierten Produkten. Mithin erlangen additive Fertigungsverfahren eine zunehmende industrielle Bedeutung. Das Laser-Strahlschmelzen (LBM) als additives Verfahren ist hierbei beispielhaft hervorzuheben, da es bereits im Bereich des Prototypenbaus und der Kleinserienfertigung ein etabliertes Verfahren ist, das an der Schwelle zum Einsatz in der Serienproduktion steht. Entscheidendes Hemmnis für den Einsatz der additiven Fertigungsverfahren bildet die fehlende methodische Ausnutzung der gestalterischen Freiheiten und Randbedingungen durch die vergleichsweise neuartige Gruppe an Fertigungsverfahren im gesamten Produktentstehungsprozess. In der Produktentwicklung bildet die Konstruktionsmethodik einen möglichen Ansatz, um gestalterische Freiheiten und Vorteile additiver Fertigungsverfahren bereits in frühen Phasen der Entwicklung gezielt zu berücksichtigen. Hierfür werden aufgrund bestehender und allgemein anerkannter Konstruktionsmethoden (z.B. VDI2221, Pahl/Beitz, etc.) Anknüpfungspunkte aufgezeigt, die eine Implementierung, speziell des Laser-Strahlschmelzens, ermöglichen. Besonderes Augenmerk wird in dieser Veröffentlichung auf die beiden Konstruktionsphasen Konzeption und Gestaltung gelegt. Hierzu werden Ergänzungen oder Anpassungen der bestehenden Konstruktionsmethoden vorgestellt. In besonderer Weise wird dabei auf die Einbringung und die Vorteile der additiven Fertigungsverfahren eingegangen.


Iterative Produktentwicklung und Produktionsplanung für die Additive Fertigung

A. Jacob, T. Künneke, T. Lieneke, T. Baumann, N. Stricker, D. Zimmer, G. Lanza, ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (2018), 113(11), pp. 742-745

Die Additive Fertigung eröffnet neue Freiheitsgrade in der Produktentwicklung. Unsicherheiten über die Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit der aus der Konstruktion ableitbaren Fertigungstechnologieketten sind zu beachten. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, welche die Anpassung einer bestehenden Konstruktionsmethode berücksichtigt und eine iterative Bewertung der Konstruktionsentscheidungen anhand von Technologieketten ermöglicht. Hiermit können die Potenziale der additiven Fertigungstechnologien zielgerichtet realisiert werden.


Konstruktionsrichtlinien für eine softwaregestützte Anpassung von additiv gefertigten Bauteilen im Hinblick auf eine robuste Fertigung

S. Lammers, J. Tominski, S. Magerkohl, T. Künneke, T. Lieneke, D. Zimmer, in: Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference, 2018, pp. 81-94

Neue Konstruktionsabläufe und Potentiale bei der Gestaltung additiv hergestellter Bauteile verlangen insbesondere im Konstruktionsprozess ein Umdenken. Fehlende Kenntnisse über die additive Fertigungstechnologie hemmen zusätzlich dieses Umdenken [HHD06, WC15]. Um die verhältnismäßig neue Fertigungstechnologie zugänglicher zu machen, wurden in den letzten Jahren verschiedene Konstruktionsempfehlungen erarbeitet. Die Vielzahl an Empfehlungen erschwert dem Konstrukteur allerdings einen entsprechenden Überblick zu behalten und für ihn relevante von nicht relevanten Empfehlungen zu sondieren. Aus diesem Grund wurden öffentlich zugängliche Empfehlungen für das Laser-Strahlschmelzen zusammengetragen und einer Priorisierung unterzogen. Das Ergebnis beinhaltet Konstruktionsempfehlungen, die einen relevanten Einfluss auf die Bauteilfertigung, die Bauteilqualität und -funktion haben. Durch Abstraktion dieser Empfehlungen konnten Richtlinien erarbeitet werden, die für eine softwareseitige Gestaltprüfung verwendet werden können. Durch diese Gestaltprüfung können Bauteile beliebiger Komplexität, zum Beispiel feine Gitter oder topologieoptimierte Strukturen, bereits vor der Fertigung hinsichtlich der Einhaltung relevanter Konstruktionsrichtlinien überprüft werden. Der Gestaltprüfer greift dabei auf eine Datenbank zurück, die zulässige, quantitative Grenzwerte von Konstruktionsrichtlinien enthält. Diese Grenzwerte werden im Folgenden Attributsausprägungen genannt und können experimentell ermittelt werden. Hierfür wurden standardisierte Prüfkörperbaujobs entwickelt, die alle notwendigen Prüfkörper zur Ermittlung der Attributsausprägungen enthalten und deren Auswertung eine Erweiterung der Datenbank hinsichtlich


Elektromechanische Antriebe

U. Brückner, T. Künneke, M.H. Schadomsky, M. Strop, D. Zimmer, Carl Hanser Verlag, 2018, pp. 247-290

DOI


2017

Funktionsintegration additiv gefertigter Dämpfungsstrukturen bei Biegeschwingungen

T. Künneke, D. Zimmer, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, 2017, pp. 61-74

Schwingungen und Vibrationen sind in Technik und Alltag häufig anzutreffen. Meist sind sie unerwünscht und müssen durch Dämpfung reduziert werden. Hierzu werden aktuell häufig zusätzlich zu montierende Dämpfungselemente eingesetzt. Diese sind durch zusätzlichen Montageaufwand und erhöhte Kosten gekennzeichnet. Durch die zusätzliche Masse wird Leichtbauansätzen widersprochen. Additive Fertigungsverfahren bieten große Freiheiten in der Bauteilgestaltung. Dies ermöglicht ein hohes Maß an Funktionsintegration. So ergeben sich auch im Bereich der Schwingungsdämpfung Möglichkeiten zur gezielten Integration von Dämpfungsfunktionen durch die Eigenschaften der additiven Fertigungsverfahren. Mittels der pulverbasierten Verfahren kann disperses Stützmaterial innerhalb von Hohlräumen in der Struktur belassen werden. Dieses Pulvermaterial kann als Partikeldämpfer fungieren. Durch die Freiheiten in der Bauteilgestalt kann die Dämpfungswirkung über die geometrischen Merkmale der Hohlräume gezielt eingestellt werden. Im Rahmen dieses Beitrags werden speziell Untersuchungen zur Dämpfungswirkung additiv gefertigter Bauteile bei freien Biegeschwingungen betrachtet. Die praxisnahe Umsetzung zur Funktionsintegration von Dämpfungsstrukturen erfolgt am Beispiel der Ankerscheibe einer Federkraftbremse. Hier kann durch die additive Fertigung verbunden mit der Funktionsintegration von Partikeldämpfern eine Reduzierung der Schallabstrahlung für den Schaltvorgang der Bremse erreicht werden.


Kombination etablierter und additiver Fertigung: Wirtschaftlicher Einsatz des Laser-Strahlschmelzens (LBM) durch die Kombination mit etablierten Fertigungsverfahren in einer Prozesskette

N. Eschner, R. Kopf, T. Lieneke, T. Künneke, D. Berger, B. Häfner, G. Lanza, D. Zimmer, ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (2017), 112(7-8), pp. 469-472

Der Serieneinsatz der additiven Fertigung ist maßgeblich durch die hohen Kosten und der geringen Produktivität der Verfahren limitiert. Der hier vorgestellte Ansatz zeigt, wie die Wirtschaftlichkeit des Laser-Strahlschmelzens (LBM) durch die Kombination mit etablierten Fertigungsverfahren erhöht werden kann. Ziel ist es, nur solche Funktionsträger additiv zu fertigen, die einen höheren Kundennutzen bringen. Dazu werden Konstruktionsrichtlinien definiert, Prozessketten erarbeitet und eine Qualitätssicherung mittels Ultraschallüberwachung realisiert.


2016

Funktionsintegration additiv gefertigter Dämpfungsstrukturen bei Biegeschwingungen

T. Künneke, D. Zimmer, in: DVM Tagung - Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, 2016, pp. 151-160

Additive manufacturing processes offer great freedom in the design of components. This enables a high level of function integration. Also in terms of vibration damping, additive manufacturing yields opportunities for the selective implementation of damping functions due to their characteristics. In powder-based processes the disperse support material can be kept inside the cavities of the structure. This powder material can act as a particle damper. Due to the freedoms in design, the damping behavior can be adjusted selectively by varying the geometrical features of the cavities. Within this paper, investigations on the damping behavior of additive manufactured parts regarding free bending vibrations are focused.


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