Integrierte Produktentwicklung mit Faser-Kunststoff-Verbunden
- 2020
- Buch
- Verfasst von
- Dr. David May
- Verlag
- Springer Berlin Heidelberg
Über dieses Buch
Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) bieten herausragende Vorteile, von denen das hohe Leichtbaupotenzial der wohl markanteste, aber bei weitem nicht der einzige ist. Für eine effiziente und erfolgreiche Produktentwicklung mit FKV, die diese Vorteile ausschöpft, ist dabei eine integrierte Produktentwicklung erforderlich. Dieses Buch vermittelt die hierfür notwendigen Grundlagen.
Einleitend werden die materialspezifischen Vorteile von FKV und daraus abgeleitet die typischen Anwendungsgebiete vorgestellt. Anschließend wird aufgezeigt, welche Probleme eine konventionelle, nicht integrierende Produktentwicklung erzeugt, und wie diese durch ein integrierte Produktentwicklung (IPE) überwunden werden. Zudem wird erläutert wieso IPE gerade für FKV von Bedeutung ist. Im Hauptteil des Buches wird zunächst ein Ansatz zur IPE von FKV-Bauteilen vorgestellt. Der weitere Aufbau des Buches entspricht dieser Vorgehensweise und erklärt Schritt für Schritt, wie zunächst ein Anforderungskatalog erstellt und darauf basierend, ein Konzept, ein Entwurf und schließlich eine ausgearbeitete Konstruktion entstehen. Dabei werden auch einfache, aber effektive Methoden für die Auswahl von Fasermaterialien, Halbzeugen und Fertigungsverfahren definiert. Deren Anwendung erlaubt es, bereits in einem frühen Stadium des Entwicklungsprozesses grundlegende Entscheidungen zu treffen, die als Basis für die Entwicklungen in den verschiedenen Bereichen dienen. So wird eine effiziente, simultane Entwicklung konstruktiver, fertigungstechnischer und werkstofflicher Aspekte ermöglicht. Ein abschließendes Kapitel beschreibt einen Ansatz zur technoökonomischen Bewertung, mit dem eine finale Entscheidung zwischen verschiedenen Alternativen getroffen werden kann. Anhand praxisnaher Anwendungsbeispiele wird den Lesern aufgezeigt, wie das erlangte Wissen in der Praxis umgesetzt werden kann.
Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Kapitel 1. Einführung
David MayZusammenfassungZur Einführung wird zunächst der Begriff des Faser-Kunststoff-Verbunds (FKV) definiert und eingeordnet. Weiterhin wird die industrielle Bedeutung von FKV dargestellt und es wird erklärt, auf welchen spezifischen Eigenschaften der FKV ihre industrielle Relevanz basiert. Anschließend folgt eine Erläuterung der Unterschiede zwischen konventioneller und integrierter Produktentwicklung und es wird aufgezeigt, wieso die Integration gerade für FKV von so großer Bedeutung ist. -
Kapitel 2. Umsetzung der Integrierten Produktentwicklung
David MayZusammenfassungIn diesem Kapitel wird dargestellt, wie ein Entwicklungsteam aufgebaut sein sollte, um eine integrierte Produktentwicklung (IPE) durchführen zu können. Anschließend wird eine Vorgehensweise für die IPE eines FKV-Bauteiles inklusive einer entsprechenden Aufgabenteilung im Team beschrieben. -
Kapitel 3. Phase 1: Erstellen des Anforderungskatalogs
David MayZusammenfassungVor der eigentlichen Entwicklungsaufgabe steht die Herausforderung, diese umfassend zu definieren. Das bedeutet, dass alle Anforderungen an das spätere Produkt und dessen kompletten Produktlebenszyklus, identifiziert, quantifiziert beziehungsweise qualifiziert und in einem Anforderungskatalog gesammelt werden müssen. In diesem Kapitel wird dargestellt, welche Arten von Anforderungen es gibt. Anschließend werden mögliche Quellen aufgezeigt und die wichtigsten Risiken der Anforderungsdefinition beschrieben. Weiterhin werden Hilfsmittel zur Anforderungskatalogerstellung vorgestellt. Schließlich wird ein speziell für die FKV-Produktentwicklung entworfener Anforderungskatalog eingeführt und anhand eines Anwendungsbeispiels veranschaulicht. -
Kapitel 4. Phase 2: Konzept-/Entwurfsphase
David MayZusammenfassungBasierend auf dem Anforderungskatalog erfolgt das Konzipieren und Entwerfen einer Lösung, welche die Anforderungen bestmöglich erfüllt. Beim Konzipieren wird dabei die prinzipielle Lösung (→ Konzept) und beim Entwerfen die quantitative, gestalterische Lösung (→ Entwurf) festgelegt. Im Vergleich zur konventionellen Produktentwicklung soll bei einer IPE durch eine starke Parallelisierung eine verbesserte Abstimmung erreicht werden. Eine effiziente Arbeitsweise erfordert dabei, dass die Arbeitsgrundlagen für die verschiedenen Fachabteilungen vergleichsweise schnell geschaffen werden. So erfolgt die konstruktive Konzeptionierung zunächst auf Basis von Überschlagrechnungen, damit beispielsweise die Grundlagen für die Prozesskonzeptionierung in einem frühen Stadium zur Verfügung stehen. In diesem Kapitel werden zunächst einige Grundlagen für die Konstruktion mit FKV erläutert. Die nachfolgenden Abschnitte beschäftigen sich mit den weiteren Entwicklungsschritten und zeigen, wie im Detail vorzugehen ist für:-
Konzepterstellung und Vordimensionierung
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Auswahl Fasermaterial und Struktur der Faserverstärkung
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Erarbeitung eines Prozesskonzeptes
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Festlegung auf Duroplast oder Thermoplast
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Überarbeitung und Erstellen eines Gesamtentwurfs.
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Kapitel 5. Phase 3: Ausarbeitung
David MayZusammenfassungIn diesem Kapitel wird die dritte Phase des vorgeschlagenene Ansatzes zur integrierten Produktentwicklung beschrieben. In dieser Phase werden die Entwürfe ausgearbeitet. Dies beinhaltet zunächst die finale Auswahl aller einzusetzenden Materialien und Halbzeuge. Weiterhin erfolgt die fertigungs-, füge-, reparatur- und recyclinggerechte Bauteilkonstruktion. Schließlich wird in diesem Kapitel die Ausarbeitung des Fertigungskonzeptes betrachtet, welche die Anlagenauswahl, die Prozessauslegung und die Definition von Maßnahmen zur Qualitätssicherung umfasst. -
Kapitel 6. Phase 4: Bewertung und Entscheidung
David MayZusammenfassungDieses Kapitel befasst sich mit dem letzten Schritt der Produktentwicklung welcher die Auswahl der final umzusetzenden Variante beinhaltet. Als Grundlage dieser Entscheidung müssen die Alternativen bewertet werden, wobei eine ganzheitliche Bewertung der Entwürfe es erfordert ökonomische, technische sowie planerische Aspekte zu berücksichtigen. Inhalt des Kapitels sind daher Methoden zur ökonomischen Bewertung und zum Abgleich der erreichten Bauteileigenschaften mit dem Anforderungskatalog, Grundlagen zu Prototypenbau und -prüfung und schließlich eine Vorgehensweise zur technoökonomischen und strategischen Gesamtbewertung der Alternativen. -
Kapitel 7. Schlussbemerkungen
David MayZusammenfassungDieses Kapitel enthält Schlussbemerkungen. Diese gehen unter anderem auf die Tätigkeiten ein, die sich auf dem Weg zu Produkterstellung an die in diesem Buch fokussierte Produktentwicklung anschließen. -
Kapitel 8. Antwortkatalog zu den Reflexionsaufgaben
David MayZusammenfassungDieses Kapitel enthält den Antwortkatalog zu den in den vorhergehenden Einzelkapiteln gestellten Reflexionsaufgaben. -
Backmatter
- Titel
- Integrierte Produktentwicklung mit Faser-Kunststoff-Verbunden
- Verfasst von
-
Dr. David May
- Copyright-Jahr
- 2020
- Verlag
- Springer Berlin Heidelberg
- Electronic ISBN
- 978-3-662-60286-7
- Print ISBN
- 978-3-662-60285-0
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-662-60286-7
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