@phdthesis{64563, abstract = {{Die effiziente Nutzung von Ressourcen ist in der modernen Produktentwicklung von zentraler Bedeutung, nicht nur im Hinblick auf Materialien, sondern auch angesichts des Fachkräftemangels. Dabei sollten menschliche Arbeitskräfte gezielt eingesetzt und unnötige Iterationen zwischen Abteilungen vermieden werden, wobei die Kommunikation zwischen Konstruktion und Berechnung eine entscheidende Rolle spielt. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methode entwickelt, die es Konstrukteuren ermöglicht, mithilfe künstlicher neuronaler Netze schnell mechanisch optimierte Bauteilgeometrien vorzuschlagen und so Korrekturschleifen zu minimieren. Hierfür wird eine Entwicklungsumgebung analysiert, die die Integration neuronaler Netze in bestehende Konstruktions- und Optimierungsprozesse erlaubt, einschließlich der Definition von Eingaben, Ausgaben, Datenformaten, Datensätzen und Schnittstellen zu kommerzieller Software. Zur Sicher-stellung der generalisierten Nutzbarkeit der Trainingsdaten werden Bauteilgeometrien zunächst mithilfe geometrischer Primitive abstrahiert und anschließend zu Gesamtgeometrien zusammengesetzt. Die Machbarkeitsstudie zeigt, dass mechanisch optimierte Bauteilgeometrien auf diese Weise erfolgreich vorhergesagt werden können. Obwohl noch gewisse Einschränkungen bestehen hinsichtlich der Schnittstellendefinition zwischen den Primitiven oder der Umrechnung von globalen auf lokale Randbedingungen, bietet die Methode eine solide Grundlage für weiterführende Forschungsarbeiten in diesem Bereich.}}, author = {{Ott, Manuel}}, isbn = {{978-3-8191-0488-6}}, pages = {{180}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Methodik zum Aufbau einer Entwicklungsumgebung für die datengetriebene Gestaltvorhersage von Bauteilen}}}, volume = {{Volume 2}}, year = {{2026}}, } @inbook{60834, author = {{Ott, Manuel and Jung, Philipp and Bödger, Christian and Mozgova, Iryna and Koch, Rainer and Tröster, Thomas}}, booktitle = {{Innovative Produktentwicklung durch additive Fertigung}}, editor = {{Lachmayer, Roland and Kaierle, Stefan and Oel, Marcus}}, pages = {{117--127}}, title = {{{Fused Deposition Modeling and its Extension Through Metal-Filled Filaments as a Means of Self-Help for Individuals with Physical Disabilities}}}, doi = {{doi.org/10.1007/978-3-662-69327-8}}, year = {{2025}}, } @inproceedings{57182, abstract = {{Generative design suggestions and topology optimizations can help to reduce iterative process loops between calculation and design departments during product development processes. However, precise topology optimizations are computationally intensive, while generative designs benefit from swift suggestions to address design problems efficiently. Using artificial neural networks (ANN) can address this contrast of pre-defined aims by predicting topology-optimized designs, thereby combining both advantageous features. However, a challenge in Mass Customization is, that ANN are usually trained on specific geometries, making transfer to other applications impractical or requiring the creation of new datasets, which is economically unfeasible. Authors have already demonstrated a solution in other publications: dividing a geometry into geometric primitives like cuboids to perform abstraction. An ANN can then be trained to recognize optimized cuboids, which can be assembled back into a complete geometry, comparable to the finite element methods, which divide geometries of parts in finite elements enable mechanical property calculation. This publication aims to illustrate the steps of the approach in which the complete geometry of a part is segmented into these primitives, and the benefits obtained. Various methods will be explored, including automated workflows on modern low-code platforms, to enable generalized use.}}, author = {{Ott, Manuel and Meihöfener, Niclas and Mozgova, Iryna}}, booktitle = {{Proceedings of the 11. Conference on Mass Customization and Personalization (MCP)}}, editor = {{Anisic, Zoran and Forza, Cipriano}}, isbn = {{978-86-6022-686-2}}, location = {{Novi Sad, Serbia}}, publisher = {{Faculty of Technical Science, Department of Industrial Engineering and Management }}, title = {{{An approach to use generic data sets for neural networks in product designs through geometric abstraction via primitives}}}, year = {{2024}}, } @phdthesis{44509, author = {{Kruse, Anne}}, isbn = {{978-3-8440-8955-4}}, pages = {{145}}, title = {{{Entwicklung einer Methode zur Integration der Additiven Fertigung in die Serienproduktion am Beispiel des Lasersinterns}}}, volume = {{27}}, year = {{2023}}, } @inproceedings{46957, abstract = {{Modern companies often face various challenges in concept development of products or systems. Design engineers prepare initial concepts as 3D models. These are then simulated by computational engineers. If requirements are not met, this necessitates an iterative process that runs between the design and computation departments until a valid concept is created. Design methods such as topology optimization are often used here. The upcoming result is then attempted to be adapted to certain manufacturing processes. These iteration loops can sometimes take a very long time, since the model construction and structural optimization generate large computational efforts. The present work shows on an example a methodical approach, which represents a first proof of concept, to solving this problem, including a description of methods and techniques, as well as possible problems in a detailed analysis concerning training data for neural networks and their abstraction capabilities. It is evident that additional research work needs to be conducted for further utilization in order to address all arising questions.}}, author = {{Ott, Manuel and Meihöfener, Niclas and Mozgova, Iryna}}, booktitle = {{Proceedings of the 34rd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium 2023}}, editor = {{Ott, Manuel}}, location = {{Austin, Texas, United States}}, title = {{{Methodical Approach to Reducing Design Time by using Neural Networks in Early Stages of Concept Development}}}, year = {{2023}}, } @inproceedings{36866, abstract = {{Die additive Fertigung bietet die Möglichkeit, digitale Prototypen dank der Besonderheit der werkzeuglosen Fertigung schnellstmöglich in reale Strukturen umzusetzen. Dieses Verfahren kann jedoch nur dann mit optimaler Geschwindigkeit genutzt werden, wenn Engpässe wirksam vermieden werden können. Einer dieser Engpässe ist der Konstruktionsprozess. Gerade im Bereich der additiven Fertigung sind in letzter Zeit immer leistungsfähigere Softwarelösungen erschienen, die das Design für die additive Fertigung, einschließlich der meisten Computer-Aided-Design (CAD)-Aufgaben, beschleunigen. In vielen Bereichen wird daher bereits versucht, so viele Schritte wie möglich zu automatisieren, nicht selten unter Verwendung neuronaler Netze und künstlicher Intelligenz. Dieser Beitrag zeigt am Beispiel einer automatisierten Strukturoptimierung eines Stuhls, warum das Nutzen neuronaler Netze im Konstruktionsprozess sinnvoll ist, um die Bereiche der konventionellen Topologieoptimierung und des Generative Design weiter zu verknüpfen und somit die Produktentwicklungszeit zu reduzieren.}}, author = {{Ott, Manuel and Meihöfener, Niclas and Koch, Rainer}}, booktitle = {{Bericht 407 - 7. Tagung des DVM-Arbeitskreises Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen}}, keywords = {{Künstliche Intelligenz, Neuronale Netze, 3D-Druck, Design for Additive Manufacturing}}, location = {{Berlin}}, pages = {{91--106}}, title = {{{Neuronale Netze in der Konstruktion zur Ausschöpfung der Potentiale additiver Fertigungstechnologien}}}, doi = {{10.48447/ADD-2022-014}}, volume = {{7}}, year = {{2022}}, } @inproceedings{36871, abstract = {{Additive manufacturing offers the option of converting digital prototypes into real structures as quickly as possible by the special property of tool-free manufacturing. However, this process can only be used at optimum speed if bottlenecks can be effectively avoided. One of these constraints is the design process. Although modern CAD systems allow a significant increase in many areas, this always requires a person with specific skills (e.g. engineer). In the field of AM in particular, more and more powerful software solutions have recently been published which accelerate the Design for Additive Manufacturing, including most CAD-tasks. In many areas, therefore, attempts are already made to automate relevant design steps as much as possible, more and more using neural networks and artificial intelligence. This paper presents how and why such techniques can be used to generate three-dimensional structures quickly and efficiently in cases of deep generative design tasks.}}, author = {{Ott, Manuel and Meihöfener, Niclas and Koch, Rainer}}, booktitle = {{Proceedings of the 33rd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium 2022}}, location = {{Austin, Texas}}, pages = {{696--705}}, title = {{{Boosting artificial intelligence in design processes by the use of additive manufacturing}}}, volume = {{33}}, year = {{2022}}, } @inproceedings{36845, author = {{Kruse, Anne and Ott, Manuel and Risse, Lena and Koch, Rainer}}, location = {{Berlin}}, publisher = {{Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}}, title = {{{3D-Druck - Eine Technologie als Schlüssel zur Steigerung der Teilhabe}}}, doi = {{10.48447/Add-2021-016}}, year = {{2021}}, } @book{26996, editor = {{Koch, Rainer and Gräßler, Iris and Zimmer, Detmar and Tröster, Thomas}}, isbn = {{978-3-8440-7932-6}}, pages = {{222}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für Additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess - Ergebnisbericht des BMBF Verbundprojektes OptiAMix}}}, volume = {{25}}, year = {{2021}}, } @phdthesis{42046, author = {{Habdank, Matthias}}, isbn = {{978-3-8440-7673-8}}, pages = {{189}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Entwicklung eines Konzepts zum qualitätsorientierten Monitoring von Social Media in der zivilen Gefahrenabwehr}}}, year = {{2020}}, } @article{22898, author = {{Schultz, Andreas Maximilian and Lamers, Christoph and Koch, Rainer and Lüke, Richard and Sauerland, Torben}}, journal = {{vfdb-Zeitschrift}}, title = {{{IRiS – Intelligente Rettung im SmartHome}}}, volume = {{4}}, year = {{2020}}, } @phdthesis{24752, abstract = {{Die Additiven Fertigungsverfahren stehen im Übergang zur stärken industriellen Anwendung. Weit mehr als die Hälfte aller mittelständischen Unternehmen sehen die Technologien zukünftig als etablierte Verfahren oder gar Schlüsseltechnologien im eigenen Unter-nehmen. Dass der Schritt zur industriellen Nutzung bislang allerdings nicht erfolgt ist, liegt oft am Prozess der Technologieintegration selbst. Unternehmen gelingt es nicht, die fehlende Expertise aufzubauen, die Akzeptanz gegenüber der Additiven Fertigung erfolg-reich zu stärken und die hohen Kosten zu beherrschen. Diese Problematik bestätigen neben Studien des Industriearbeitskreises Light Alliance und der National Association of Manufacturers (USA) auch der Richtungswandel der Forschungsförderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Vor diesem Hintergrund gilt es, die auftretenden Hindernisse der Technologieintegration differenziert zu betrachten und erforderliche spezifische Lösungsmethoden in einzelnen Handlungsfeldern abzuleiten. Für diese Handlungsfelder sind anschließend Vorgehensmodelle zu entwickeln, wodurch Hemmnisse wie die hohen Kosten gelöst werden sollen. Die resultierenden Modelle sind in eine Gesamtsystematik zu überführen, welche Unternehmen unter Berücksichtigung der bestehenden Unternehmensprozesse und -strukturen bei der prozessbasierten Technologieintegration der Additiven Fertigung im Unternehmen unterstützt. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird durch eine industrielle Fallstudie untermauert und validiert. }}, author = {{Rohde, Johannes }}, isbn = {{978-3-8440-7090-3}}, pages = {{182}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Prozessbasierte Technologieintegration der Additiven Fertigung in Unternehmen}}}, volume = {{16}}, year = {{2019}}, } @phdthesis{24759, abstract = {{Produktpiraterie und damit einhergehende Imitationen gefährden neben dem wirtschaftlichen Erfolg der Unternehmen am Beispiel des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus auch den sicheren Betrieb von Anlagen und somit von Leib und Leben. Im Kontext der Produktpiraterie werden Additive Fertigungsverfahren durch den global möglichen, nahezu unkontrollierbaren Datenaustausch häufig als Treibertechnologie dargestellt. Dem entgegenstehend werden die Additiven Fertigungsverfahren aber in der Literatur auch sehr undifferenziert als mögliche Produktschutzmaßnahme aufgeführt. Darauf deuten auch die Ergebnisse einer Studie des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V., der auf das Reverse Engineering als relevanteste Informationsquelle für Imitatoren verweist. Vor diesem Hintergrund gilt es, die Motivation und das Vorgehen der Imitatoren zu untersuchen und den technischen und wirtschaftlichen Potentialen der Additiven Fertigungsverfahren differenziert gegenüberzustellen. Darauf aufbauend ist ein systematisches Vorgehen zum präventiven Produktschutz durch Additive Fertigungsverfahren zu entwickeln. Die resultierende Systematik führt die Unternehmen unter Berücksichtigung des präventiven Produktschutzes schrittweise durch die Produktentstehung und unterstützt bei der Identifikation schützenswerter Funktionen sowie der Auswahl und Implementierung geeigneter additiver Schutzpotentiale. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird durch eine industrielle Fallstudie untermauert und validiert. }}, author = {{Jahnke, Ulrich}}, isbn = {{978-3-8440-6738-5}}, pages = {{208}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Systematik zum präventiven Schutz vor Produktpiraterie durch Additive Fertigungsverfahren}}}, volume = {{13}}, year = {{2019}}, } @phdthesis{24761, abstract = {{Die additive Fertigung als werkzeugloses Fertigungsverfahren bietet zahlreiche neue Möglichkeiten in der technischen Produktgestaltung. Insbesondere auf Leichtbau optimierte, hochkomplexe Strukturen lassen sich hiermit wirtschaftlich fertigen. Die Bauteile müssen jedoch auch speziell auf die Verfahren angepasst sein, um sicher, fehlerfrei und kostengünstig produziert werden zu können. Mit konventionellen Konstruktionsverfahren sind solche Strukturen nur schwer erzeugbar. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine Methodik zur intelligenten Optimierung von Produktgeometrien, angepasst an die additive Fertigung, entwickelt. Dies beinhaltet die automatische Erzeugung von anwendungsfallspezifisch optimierten Geometrien sowie deren Überführung in Datenstrukturen, welche in konventionellen CAD-Systemen nutzbar sind. Als grundlegendes Werkzeug wird dabei die Topologieoptimierung verwendet, welche hochaufgelöst durchgeführt und im Anschluss mit hoher Qualität geglättet und weiterverarbeitet werden muss. Hierzu wurde ein durchgängiger voxelbasierter Ansatz gefunden, der auch die Anpassung der Geometrien an die additive Fertigung erlaubt. Die Entwicklung und Funktionalität des Ansatzes wird auf Basis mehrerer Beispielbauteile gezeigt. Das Ergebnis der Optimierungen sind hochkomplexe, im Detail optimierte und an die additive Fertigung angepasste Strukturen. }}, author = {{Reiher, Thomas}}, isbn = {{978-3-8440-6728-6}}, pages = {{180}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Intelligente Optimierung von Produktgeometrien für die additive Fertigung}}}, volume = {{12}}, year = {{2019}}, } @phdthesis{24762, abstract = {{Industrieunternehmen versuchen zunehmend das technologische und ökonomische Potential des schichtbasierten Fertigungsansatzes der additiven Fertigung vorteilhaft für sich einzusetzen. Problematisch ist dabei jedoch die geringe Erfahrung der Unternehmen mit der additiven Fertigung und ihren Besonderheiten. Ein Vergleich mit anderen Fertigungsverfahren muss dabei über eine reine Kostenkalkulation hinausgehen, um zusätzliche Potentiale und Einschränkungen abwägen zu können. Die vorliegende Arbeit gibt daher einen Überblick über die wesentlichen Einflussfaktoren Kosten, Zeit und Qualität und es wird auf dieser Basis eine Entscheidungsunterstützung entwickelt, die bei der Identifizierung vorteilhafter Einsatzmöglichkeiten für die additive Fertigung hilft. Da die additive Technologie auch signifikante Änderungen im Bereich der Supply Chain erzielen kann, liegt der Fokus des Einsatzgebietes auf der zeitkritischen Ersatzteilversorgung, betrachtet am Beispiel der Luftfahrtindustrie. In diesem Kontext ist es Ziel und Zweck der Arbeit, die oftmals isoliert betrachteten drei Bereiche Kosten, Zeit und Qualität zu einem ganzheitlichen Vergleich zu kombinieren. Die entwickelte Entscheidungsunterstützung ist dabei auf Basis einer funktionserweiterten Tabellenkalkulation als Demonstrator umgesetzt worden.}}, author = {{Deppe, Gereon}}, isbn = {{978-3-8440-6402-5}}, pages = {{180}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Entwicklung einer Entscheidungsunterstützung für den Einsatz Additiver Fertigung in der zeitkritischen Ersatzteilversorgung}}}, volume = {{9}}, year = {{2019}}, } @techreport{48369, author = {{Schultz, Andreas Maximilian and Sauerland, Torben and Werner, Thomas and Rammert, Sebastian and Habig, Therese and Marterer, Robin and Scheuermann, Lars}}, pages = {{44}}, title = {{{Digitale Transformation in der zivilen Gefahrenabwehr}}}, year = {{2019}}, } @article{36846, author = {{Kruse, Anne and Mummert, Michael}}, issn = {{1864-2993}}, journal = {{Werkstatt:Dialog}}, number = {{4}}, pages = {{34--35}}, title = {{{Mit 3D-Druck umfassende Teilhabe möglich machen }}}, year = {{2019}}, } @phdthesis{42060, author = {{Schäfer, Christina }}, isbn = {{978-3-7482-1563-9}}, pages = {{233}}, publisher = {{tredition GmbH}}, title = {{{Entwicklung eines Vorgehens zum Safety Assessment für sicherheits-kritische Informationssysteme in der zivilen Gefahrenabwehr am Beispiel der Feuerwehr}}}, year = {{2019}}, } @inproceedings{21696, abstract = {{Theimplementation of additive manufacturing as an industrial manufacturing process poses extraordinary challenges to companies due to their far-reaching differences to conventional processes. In addition to the major differences in the production process, the pre and post process steps in particular also require a rethinking for companies and their employees. To overcome these challenges and specifically to assist SMEs in the integration of technologies five industrial companies are researching together within research project "OptiAMix", funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) and coordinated by the Paderborn University. This paper focuses on the development of an optimal and standardized process chain and its implementation in a general integration methodology. This enables the standardized integration of additivemanufacturing in order to create a uniform understanding of the procedures and tasks within the company for the industrial application of additive manufacturing at an early stage as well as the full exploitation of its high potentials. Therefore, the methodology also includes other technology-specific components such as strategic component selection, decision support for "make or buy" and the implementation of automated component marking.}}, author = {{Büsching, J. and Lindemann, C. and Jahnke, U. and Kruse, A. and Koch, R.}}, booktitle = {{29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}}, pages = {{14--31}}, title = {{{Technology Integration into Existing Companies}}}, doi = {{http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/002%20TechnologyIntegrationintoExistingCompanies.pdf}}, volume = {{29}}, year = {{2018}}, } @phdthesis{42768, author = {{Lindemann, Christian-Friedrich Wilhelm}}, isbn = {{978-3-8440-5718-8}}, title = {{{Systematic Approach for Cost Efficient Design and Planning with Additive Manufacturing}}}, year = {{2018}}, }