Christian Rinner

• Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der zentralen Fragestellung, ob sich das Fused Fila-ment Fabrication (FFF)-Druckverfahren zur Fertigung von in Serienmaschinen eingesetzten Greiferbacken eignet. Im ersten Schritt erfolgt eine Untersuchung, ob, mittels des genannten Verfahrens, eine wiederholbare Herstellung von Bauteilen mit gleichbleibender Qualität möglich ist. Die Evaluierung basiert auf geometrischen Vermessungen sowie Zugversuchen an Prüfkörpern. Im Anschluss werden die Resultate statistisch analysiert, um eine Aussage über die Prozessstabilität treffen zu können. Die Gewährleistung einer konsistenten Qualität von 3D-Druck-Bauteilen bildet die Grundlage für die nachfolgende Untersuchung der Bauteillebensdauer. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit erfolgt eine Darstellung der aktuell eingesetzten Greiferbacke. Zudem wird die Frage beantwortet, welche Einflussfaktoren die Lebensdauer dieser Bauteile beeinflussen. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird, unter Zuhilfenahme eines eigens dafür entwickelten Prüfstandes, die Lebensdauer der Greiferbacken untersucht. Der Prüfstand stellt jene Belastung nach, welcher das Bauteil über dessen gesamte Lebensdauer ausgesetzt ist. In weiterer Folge werden Vorschläge zur Optimierung der Lebensdauer und Senkung der Herstellungskosten dargelegt. Die aus der Optimierung hervorgegangenen, verbesserten Entwürfe werden schließlich gefertigt und einer Prüfung unterzogen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dargestellt und abschließend Handlungsempfehlungen an das Unternehmen abgegeben.
• This thesis addresses the central question of the suitability of the fused filament fabrication (FFF) printing process for the production of gripper jaws used in series production machines. The first step is to investigate whether it is feasible to produce components of consistent quality in a repeatable manner using this process. An evaluation is conducted through the utilisation of geometric measurements and tensile tests on test specimens. Subsequently, the results are subjected to statistical analysis in order to ascertain process stability. The consistency of quality in 3D-printed components provides the foundation for subsequent investigation into component service life. The second phase of this study aims to identify the factors that affect the service life of additively manufactured gripper jaws. The following section presents the current design of the gripper jaw and analyses the factors that influence its service life. Based on the knowledge gained, the service life is analysed with the aid of a specially developed test bench. The test bench is capable of simulating the load to which the gripper jaw is subjected throughout its entire service life. Following the analysis and subsequent testing, the results are evaluated, and any necessary optimisations are made to enhance the service life and reduce manufacturing costs. The improved designs resulting from these optimisations are then manufactured and subjected to further testing. The findings are presented and recommendations for action are proposed to the company, concluding this paper.