Method for upgrading a component within refurbishment

One of the arguments against an increased use of repair is that, due to the constantly growing progress, an often already outdated component would be restored. However, refurbishment also allows a component to be modified in order to upgrade it to the state of the art or to adapt it to changed requirements. Many existing approaches regarding Design for Upgradeability are based on a modular product architecture. In these approaches, however, only the upgradeability of a product is considered through the exchange of components. Nevertheless, the exchange and improvement of individual component regions within a refurbishment has already been successfully carried out using additive processes. In this paper, a general method is presented to support the reengineering process, which is necessary to refurbish and upgrade a damaged component. In order to identify which areas can be replaced in the closed system of a component, the systematics of the modular product architecture are used. This allows dependencies between functions and component regions to be identified. Thus, it possible to determine which functions can be integrated into the intended component

Additive refurbishment of a vibration-loaded structural component

In the event of damage to additively manufactured components whose shape cannot be produced by machining, an additive repair can potentially be not only ecologically but also ecologically more favorable than the production of a new component. In addition, a number of hurdles that otherwise often impede the use of additive repair, e.g. the availability of the material of the damaged component for the additive process, are eliminated. As far as the authors are aware, this publication is the first to present a process for the additive refurbishment of additively manufactured components using the example of a wheel carrier. In this context, the possibility of increasing the fatigue strength of a structural component in refurbishment is discussed for the first time. To increase the fatigue strength of the wheel carrier, the chosen approach is to integrate the effect of particle damping into the component. Particularly in the case of components subjected to bending stresses, the effect of particle damping can be integrated into the component's interior without having to accept a significant loss of strength

Additive Repair and refurbishment of metallic components using powder bed fusion with laser beam

Additiv gefertigte Bauteile zeichnet vielfach ein hohes Maß an Funktionsintegration und eine hohe Formkomplexität, die filigrane Strukturen beinhaltet, aus. Damit stellen die Bauteile allerdings im Falle eines Schadens eine Herausforderung für eine Reparatur mittels konventioneller Reparaturver-fahren dar. Das additive Fertigungsverfahren pulverbettbasiertes Schmelzen mittels Laserstrahl (PBF-LB) bietet das Potenzial, Bauteilbereiche einer hohen Formkomplexität mit filigranen Struk-turen und einem hohen Maß an Funktionsintegration in der Reparatur eines metallischen Bauteils wiederherzustellen. Das Verfahren eröffnet außerdem weitreichendes Potenzial, um bestehende Bau-teile funktional zu verbessern und zu modernisieren. Bislang fehlt potenziellen Anwender*innen in der Regel jedoch das Knowhow, um das PBF-LB für eine Reparatur und Modernisierung von me-tallischen Bauteilen (engl.: Metal Additive Repair and Refurbishment, MAR/R) einzusetzen. Die Zielsetzung dieser Arbeit besteht in der Erarbeitung und Bereitstellung des erforderlichen Experten-wissens für die Planung sowie ressourceneffiziente Durchführung eines MAR/R mittels PBF-LB. Der methodische Ansatz beinhaltet das Identifizieren des Expertenwissens aus der Literatur sowie der praktischen Durchführung von MAR/R mittels PBF-LB für sieben unterschiedliche Anwen-dungsfälle. Das identifizierte Expertenwissen wird in Form von Hilfsmitteln, wie bspw. Vorgehens-modellen und Checklisten sowie softwarebasierten Unterstützungswerkzeugen bereitgestellt. Für eine durchgängige Prozessunterstützung wurden die Hilfsmittel und Unterstützungswerkzeuge in ein Vorgehensmodell zum MAR/R integriert. Diese bilden gemeinsam das entwickelte Rahmenwerk zum MAR/R mittels PBF-LB. Gegenüber bestehenden Rahmenwerken wird das Expertenwissen mit einem hohen Detaillierungs-grad bereitgestellt und eine funktionale Verbesserung und Modernisierung von Bauteilen wird adres-siert. Für die Entscheidung, ob PBF-LB das geeignete MAR/R-Verfahren für ein Bauteil ist, werden die relevanten technischen Entscheidungskriterien in dem Rahmenwerk vorgestellt. Darauf aufbau-end wird ein Anwendungsfall-Katalog bereitgestellt, der das Erfahrungswissen hinsichtlich der Bau-teilmerkmale erfolgreicher MAR/R-Anwendungsfälle und den eingesetzten Prozessketten beinhaltet. Darüber hinaus werden Konzepte für softwarebasierte Unterstützungswerkzeuge vorgestellt, die ent-sprechend den Eingaben über ein Bauteil eine MAR/R-Prozesskette empfehlen. Für die Erstellung des CAD-Modells für den PBF-LB Prozess werden die zu berücksichtigenden Aspekte in Checklisten zusammengefasst und in einem Konzept für ein Expertensystem abgebildet. Zur Unterstützung des Vorrichtungsbaus wird eine Checkliste sowie ein Konfigurationssystem vorgestellt. Abschließend wird auf konstruktive Maßnahmen im Sinne eines Design for Metal Additive Repair and Refurbishment (DfMAR/R) zur Steigerung der Ressourceneffizienz eingegangen.Bundesministerium für Bildung und Forschung/Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)/033R229/E