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Die Einstellparameter von Spritzgiessprozessen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Produktivität der Prozesse sowie die Qualität der Formteile. Im industriellen Umfeld überwiegen nach wie vor Einrichtungsmethoden, bei denen ein Einstellparameter nach dem anderen auf Basis von Erfahrungswissen angepasst wird. Eine gezielte und objektive Optimierung hinsichtlich der Produktivität und Qualitätsziele kann so nicht erfolgen. Eine geeignete Versuchsplanung in Kombination mit empirischen Modellen ermöglicht zwar eine Systematisierung und Optimierung, scheitert in der Praxis oft an dem dafür notwendigen Versuchsaufwand. Weiterentwicklung im Bereich des maschinellen Lernens sowie die Möglichkeit über Transferlernansätze, Wissen aus anderen Domänen in die empirischen Modelle zu integrieren, machen jedoch eine Neubewertung der Anwendbarkeit maschineller Lernverfahren für die Prozesseinrichtung notwendig. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Ansätze zur gezielten Optimierung der Prozesseinrichtung mithilfe aktueller Erkenntnisse über maschinelle Lernverfahren zu entwickeln und zu untersuchen. Es wird untersucht, wie Daten numerischer Spritzgiesssimulationen und einander ähnlicher Spritzgiessprozesse genutzt werden können, um geeignete Modelle für die Prozesseinrichtung mit einem möglichst geringen Versuchsaufwand am Zielprozess zu erzeugen. Schliesslich wird die Anwendbarkeit der Modelle zur Identifikation optimierter Einstellwerte bewertet. Zunächst wird mittels Simulationen und experimentellen Spritzgiessversuchen eine geeignete Datenbasis für drei Spritzgiessbauteile erzeugt. Dazu werden bis zu sechs Einstellparameter in einem zentral zusammengesetzten Versuchsplan variiert und das resultierende Bauteilgewicht sowie Bauteildimensionen als Qualitätsgrössen ermittelt. Mithilfe der Daten wird eine geeignete Vorgehensweise zur Ermittlung von Basismodellen zwischen den Einstellparametern und den Qualitätsgrössen entwickelt. Ein Ensemble aus mehreren neuronalen Netzen mit einer verdeckten Schicht erweist sich als geeignetes Grundmodell. Die Hyperparameter werden mit einer Netzsuche hinsichtlich der Neuronenzahl und des l2-Regularisierungsfaktor an das bauteilspezifische Prozessverhalten angepasst. Die Prognosefehler für die durchgeführten Versuche mit diesem Vorgehen liegen im Bereich der genausten Toleranzklassen gemäss DIN 16742. Die Kombination von Simulationsdaten und wenigen experimentellen Daten erweist sich mittels eines Vortrainings mit Simulationsdaten und eines Nachtrainings mit einer reduzierten Anzahl an experimentellen Spritzgiessdaten am effektivsten. Es werden signifikant höhere Werte für die Startperformance ohne experimentelle Daten, ein schnellerer Trainingsfortschritt und eine höhere Endperformance mit allen experimentellen Daten erzielt. Insgesamt ist der Aufwand jedoch nur zu empfehlen, wenn Simulationen ohnehin durchgeführt werden müssen. Um Daten ähnlicher Spritzgiessprozesse zu generieren, werden insgesamt sechzig verschiedene...
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EAN: 9783958864016
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Schnürschuh aus Nappaleder mit metallisch geprägtem Einsatz: Weite G, seitlicher Reissverschluss, Textilfutter, herausenehmbares Fussbett, leichte TR-Riffelsohle sowie 15 mm Keilabsatz * Komfortschuh von Remonte * Weite G * Echt Leder * Wechselfussbett * Textilfutter * Seitlicher Reissverschluss
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Spritzgegossene langfaserverstärkte thermoplastische Werkstoffe (LFT) setzen sich zunehmend auch für den Einsatz in hoch beanspruchten Strukturbauteilen durch. Das Potenzial von LFT wird derzeit jedoch oft noch nicht ausgeschöpft, da für eine Erschliessung neuer Anwendungen die Verfügbarkeit zuverlässiger Berechnungsverfahren eine der Grundvoraussetzungen ist. Dazu gehört unter anderem das kurzzeitdynamische Werkstoffverhalten, da LFT gerade auch in Strukturbauteilen eingesetzt werden, in denen das Crashverhalten von zentraler Bedeutung ist. In dieser Arbeit werden ein physikalisch basierter Ansatz zur Beschreibung des mechanischen Werkstoffverhaltens von LFT im kurzzeitdynamischen Belastungsbereich und die dafür notwendigen Charakterisierungsmethoden auf der Mikroebene vorgestellt. Insbesondere wird der Aspekt der Faserkrümmung intensiv betrachtet, da er die treibende Grösse der resultierenden makroskopischen Werkstoffeigenschaften darstellt. Die Basis bilden mechanische Untersuchungen auf sowohl mikroskopischer als auch makroskopische Ebene, um den Einfluss der Faserlänge und -krümmung auf das Werkstoffverhalten zu untersuchen. Es werden Einzelfaserprobekörper entwickelt, die sowohl dem thermoplastischen Matrixwerkstoff als auch der Prozesshistorie des Spritzgiessens gerecht werden sowie ein Baukasten vorgestellt, mit dem sich bei erfolgreicher Kalibrierung virtuell Versuche auf Einzelfaserebene durchführen lassen, um Effekte der Faserkrümmung untersuchen zu können. Abschliessend wird eine neu entwickelte Methode vorgestellt, mit der die Mikrostruktur faserverstärkter Kunststoffe aus computertomographischen Aufnahmen extrahiert und für weitere Untersuchungen verwendet werden kann. Es wird gezeigt, wie sich einzelne Fasern separieren und anschliessend hinsichtlich ihrer geometrischen Eigenschaften vermessen lassen. Aus diesen Untersuchungen wird die Kenngrösse der Krümmungsindikation abgeleitet, mit der sich die Faserkrümmungsverteilung als Eingangsgrösse für Homogenisierungsmethoden umsetzen lässt. Unter Zuhilfenahme aller Erkenntnisse wird eine integrative Simulationsmethode entwickelt und validiert, mit der sich der lokale mikromechanische Zustand aus Faserlänge, -volumengehalt, -krümmung, -orientierung für explizite Berechnungsmethoden berücksichtigen lässt.
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