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RP gestützte Herstellung komplexer transparenter Hohlräume für die Strömungsanalyse

  • Die Berechnung der Durchströmung von Bauteilen ist gegenüber derjenigen von umströmten Bauteilen deutlich im Hintertreffen. Das liegt vor allem an der fehlenden Verfügbarkeit geeigneter optisch transparenter Modellkanäle für die experimentelle Analyse. Der Beitrag stellt ein Verfahren zur Herstellung transparenter durchströmter Geometrien auf der Basis generativ gefertigter Urmodelle vor. Damit können beliebig komplexe Innenströmungen optisch analysiert werden. Anhand von zwei Beispielen aus der Medizin, der Modellierung der oberen Atemwege und des Bronchialbaums, wird das Verfahren vorgeführt. Der generative Bauprozess mittels 3D-Printing wird beschrieben und die Abformung in transparentem Silikon gezeigt. Schließlich werden beispielhaft der Messaufbau und Ergebnisse der Anwendung vorgestellt. Das Verfahren bildet die Grundlage für die Analyse und Berechnung komplexer Innenströmungen und trägt somit zur Verbesserung zahlreicher technischer Anwendungen bei.
  • Unlike the flow around technical products the interior flow is not understood very well. That’s mainly because of a lack of suitable transparent investigation tunnels that are needed to apply optical methods. The paper proposes a procedure to make precise complex hollow structures from a highly transparent material using masters from generative or Rapid Prototyping processes. Taking two examples from the medical field, the upper human airways and the bronchial tree, the entire process is shown. The 3D Printing build process is illustrated as well as the silicon casting process. Finally the measuring equipment is demonstrated and sample results are given. The process establishes the basis for the investigation and calculation of complex interior flow pattern and therefore contributes to a better understanding and consequently improvement of appropriate technical products.

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Metadaten
Author:Andreas Gebhardt, Christoph Brücker, Frank-Michael Schmidt
DOI:https://doi.org/10.21269/138
Document Type:Article
Language:German
Year of Completion:2005
Publishing Institution:Fachhochschule Aachen
Date of the Publication (Server):2006/06/28
Tag:3D-Printing; Innenströmung; Modellkanäle; Rapid Prototyping; Strömungsanalyse
GND Keyword:Rapid prototyping
Source:http://www.rtejournal.de/archiv/ausgabe2/index_html/101/
Institutes:FH Aachen / Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 67 Industrielle Fertigung / 670 Industrielle Fertigung