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Fertigungs- und werkstofftechnische Konzeptionierung einer Circular Economy Strategie in der Werkzeug- und Schneidwarenindustrie / vorgelegt von Philipp Kronenberg, M. Sc. aus Solingen. Wuppertal, 2023
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Inhaltsverzeichnis
Nomenklatur
Einleitung
Motivation
Ziel und Weg
Grundlagen
Kreislaufwirtschaft
Die 10 R´s
Werkzeugstähle
Kaltarbeitsstähle
Schnellarbeitsstähle
Nesting
Eindimensionales Nesting
Zweidimensionales Nesting
Dreidimensionales Nesting
Trennende Fertigungsverfahren
Zerteilen
Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide
Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide
Abtragen
Zerlegen
Eigenspannungen
Das Spannen von scheibenförmigen Werkzeuge
Verschleiß
Verschleißarten
Verschleißmechanismen
Verschleißbeständigkeit gegen Abrasion
Wärmeleitfähigkeit von Metallen
Wärmeleitfähigkeit in technischen Prozessen
Versuchsdurchführung
Thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen
Chemische Analyse
Proben- und Halbzeugentnahme
Wasserstrahlschneiden
Laserschneiden
Metallographie
Stationäre Metallopgrahpie
Vor-Ort-Metallographie
Elektrolytisches Abtragen
Bildgebende Verfahren
Stereomikroskopie
Lichtmikroskopie
Rasterelektronenmikroskopie
Konfokales Laserrastermikroskop
Quantitative Bildanalyse
Phasenanalyse
Röntgendiffraktometrie
Energiedispersive Röntgenanalyse
Mechanische Eigenschaften
Schlagbiegeversuche
Härtemessungen
Eigenspannungsmessungen
Tribologische Untersuchungen
Ritzversuch
Drechselversuch
Schneidleistungstest
Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit
Messung der Dichte
Messung der Temperaturleitfähigkeit
Messung der spezifischen Wärmekapazität
Messung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten
Messung des spezifischen elektrischen Widerstandes und des Seebeck-Koeffizienten
Erstellung von Anlassdiagrammen
Gewichtsmessungen
Computer-Aided Design
Nesting
Finite Elemente Berechnung
Analyse der Umweltleistung
Ergebnisse
Verwendete Werkstoffe
75Cr1 (1.2003)
80CrV2 (1.2235)
HS6-5-2C (1.3343)
X153CrMoV12 (1.2379)
Verwendete konventionelle Werkzeuge
Maschinenkreismesser
Drechselwerkzeug
Pappreißmesser
Nesting
Vor-Ort Metallographie
Halbzeugherstellung
Wasserstrahlschneiden
Laserschneiden
Fertigung der Repurpose Werkzeuge
Repurpose-Drechselmeißel
Repurpose-Pappreißmesser
Tribologische Untersuchungen
Ritzversuch
Drechselversuche
Schneidleistungstest
Wärmeleitfähigkeit und spezifischer elektrischer Widerstand
Härte-Anlassdiagramme
Auswirkung auf die Umweltleistung
Auswirkungen von Nebenbedingungen während des Nestings
Auswirkung einer in-situ Laserleistungsanpassung auf die WEZ und deren Nachbearbeitung
Auswirkung der Repurpose-Strategie auf den Schleifprozess
Diskussion
Konzeptionierung eines Circular Economy Konzepts
Berücksichtigung des Sekundärmaterials für mögliche Repurpose-Produkte
Trennende Fertigungsverfahren in der Repurpose-Strategie
Einfluss des Sekundärmaterials auf den Fertigungsprozess der Repurpose-Werkzeuge
Herausforderungen bestehender Fertigungstechnologien zur Umsetzung einer Repurpose-Strategie
Erweiterung von Nesting-Verfahren mit Nebenbedingungen zur Steigerung der Ressourceneffizienz
Möglichkeit der In-situ Lasersteuerung zur Effizienzsteigerung während des Laserschneidprozesses
Einfluss der Repurpose-Strategie auf den Lebenszyklus von Werkzeugen bei Raumtemperatur
Einfluss des Sekundärmaterials auf die Gebrauchseigenschaften der Hakenklingen
Einfluss des Sekundärmaterials auf die Verschleißbeständigkeit der Hakenklingen
Analyse der Standzeit auf die Umweltleistung der Pappreißmesser
Einfluss des Sekundärmaterials auf den Lebenszyklus von Werkzeugen im Einsatz bei erhöhten Temperaturen
Einfluss des Sekundärmaterials auf das Verschleißverhalten der Drechselmeißel
Einfluss des Sekundärmaterials auf die Verschleißbeständigkeit der Drechselmeißel
Analyse der Standzeit auf die Umweltleistung der Drechselmeißel
Materialauswahl bei Werkzeugen unter Berücksichtigung von Zielen der Circular Economoy
Bewertung der Repurpose-Strategie auf die Umweltleistung
Zusammenfassung und Ausblick
Tabellen
Abbildungen
Literaturverzeichnis