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Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau & Technikjournalismus

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Prof. Dr. Olaf Bruch

Honorarprofessor für Virtuelle Produktentwicklung

Gliederung

Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau & Technikjournalismus, Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz (TREE)

Standort

Sankt Augustin

Raum

A 040

Adresse

Grantham-Allee 20

53757 Sankt Augustin

Profil

Lehrgebiete:
  • Technische Mechanik
  • Finite Elemente Methode (FEM)
  • Strukturoptimierung
Arbeitsbereiche:
  • Integrative Simulation von Kunststoffbauteilen: In den Ansätzen und Modellen der integrativen Simulation werden die für die Produkteigenschaften spezifischen Besonderheiten des jeweiligen Herstellungsprozesses in der Bauteilauslegung verstärkt berücksichtigt. Beispiele sind lokal variierende Steifigkeiten oder Anisotropien aufgrund unterschiedlicher Verstreckungen und Abkühlgeschwindigkeiten im Extrusionsblasformen.
  • Vorhersage von Schwindung und Verzug im Extrusionsblasformen: Durch die Einbindung nichtlinear-viskoelastisch-viskoplatischer Materialmodelle, wie z.B. dem in Abaqus implementierten Parallel Rheological Framework (PRF), sollen bestehende Modelle zur Beschreibung der Bauteilschwindung erweitert werden.
  • Entwicklung von experimentellen und numerischen Methoden zur Identifikation von Materialparametern für die FE-Strukturanalyse
  • Fluid-Struktur-Kopplung (FSI): Simulation des Verhaltens flüssigkeitsgefüllter Behälter
  • Strukturoptimierung generativ gefertigter Komponenten aus dem Fahrzeugbau
Co-Affiliation:

Dr. Reinold Hagen Stiftung

Ausgewählte Forschungsprojekte der Dr. Reinold Hagen Stiftung

Forschungsprojekte

ROForm - Resource Optimized Forming

Kunststoffverpackungen erfüllen in der modernen Gesellschaft für Konsumenten und Industrie wichtige Funktionen und sind im Alltag unverzichtbar: In großen Stückzahlen leicht und kostengünstig herstellbar, vereinfachen sie deutlich Handhabung bei Transport und Lagerung und verlängern die Haltbarkeit von Lebensmitteln bis zum Dreifachen.

Project management at the H-BRS

Prof. Dr. Christian Dresbach Dr. Esther van Dorp
roform_kamera.jpg (DE)
TRE³L - TREE-Energy Lab

Das Institut TREE betreibt im Zentrum für angewandte Forschung der H-BRS gemeinsam mit den Industriepartnern GKN Driveline und GKN Sinter Metals das TREE-Energy Lab (TRE³L). In den drei Teillaboren Powder Fabrication-Lab, Mobility-Lab und Hydrogen-Lab forscht das Institut mit seinen Partnern zu neuartigen Verfahren der Pulvermetallurgie und zu aktuellen Themen der umweltfreundlichen Mobilität und der Energieeffizienz. Ein Simulation-Lab unterstützt die praktischen Labore.

Project management at the H-BRS

Prof. Dr. Dirk Reith Prof. Dr. Tanja Clees Prof. Dr. Alexander Asteroth
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ROFEE – Ressourcenoptimierte Fahrzeugteile für die Elektromobilität durch den Einsatz generativer Fertigung

Die additive Fertigung (3-D-Druck im SLM-Verfahren) soll neben der Optimierung des Herstellungsprozesses sowie der Bauteilgeometrie auch Ressourcen und Energie einsparen. Zudem soll die technische Güte der Bauteile verbessert werden, Montagezeit reduziert und somit die Wirtschaftlichkeit der beteiligten KMU gesteigert werden. Die im Projekt entwickelten Baugruppen sollen als Demonstrator für weitere Projekte dienen, um auch dort Ressourcen einsparen zu können.

Project management at the H-BRS

Prof. Dr. Welf Wawers
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ReBauVES - Ressourcenoptimierte Bauteilentwicklung

Im Entwicklungsprozess extrusions- blasgeformter Bauteile ist der Einsatz der FEM-Strukturanalyse heute Stand der Technik. Produkteigenschaften wie die Stapelfähigkeit können mit guter Genauigkeit vorhergesagt werden. Jedoch ist es sehr aufwendig, die für eine aussagefähige Simulation notwendigen Materialkennwerte zu ermitteln. Aufgrund der Verstreckung des Materials im Blasformprozess in Verbindung mit hohen Abkühlgeschwindigkeiten werden die Eigenschaften thermoplastischer Werkstoffe durch den Verarbeitungsprozess signifikant beeinflusst.

Project management at the H-BRS

Prof. Dr. Dirk Reith
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MatRes - Material- und Ressourceneffizienz für blasgeformte Hohlkörper

Ziel des Forschungsprojektes MatRes ist eine verbesserte Material- und Ressourceneffizienz für blasgeformte Verpackungsartikel unter drei Liter. Erreicht werden soll dies einerseits durch die Weiterentwicklung von theoretischen Ansätzen wie der FEM-Strukturanalyse. Wesentliche Produkteigenschaften können damit schon in der Enwicklungsphase vorhergesagt werden. Andererseits ist es notwendig, die Maschinentechnik weiter zu entwickeln, um die theoretisch errechneten und optimierten Wanddickenverteilung überhaupt fertigen zu können.

Project management at the H-BRS

Prof. Dr. Johannes Geilen
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SimBlas - Simulator für Großblasanlagen

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Simulators, mit dem das Betriebsverhalten einer Großblasanlage der Firma Kautex Maschinenbau schon vor deren vollständigen Montage virtuell simuliert werden kann. Die Großblasanlage liegt dabei, wie in Realität, in Form einer Bibliothek von mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, elektrischen und steuerungstechnischen Anlagenkomponenten vor.

Project management at the H-BRS

Prof. Dr. Johannes Geilen
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Publikationen

Ausgewählte Publikationen und Konferenzbeiträge
  • Bruch, O., Michels, P., Grotenburg, D.: Enhanced Simulation of Shrinkage and Warpage of Extrusion Blow Molded Parts Using the VMAP Interface Standard, Conference Proceedings of 1st International Conference on CAE Interoperability 2020
  • Bruch, O., Michels, P., Grommes, D., The simulation and optimization workflow for extrusion blow molded parts and how it benefits from the VMAP Interface Standard, Präsentation und Veröffentlichung auf der Fachtagung 3DEXPERIENCE Conference, 19.11.-21.11.2019, Darmstadt
  • Michels, P.; Bruch,O.; Evers-Dietze, B.; Ramakers van Dorp, E.; Altenbach, H., Simulation of shrinkage and warpage of extrusion blow molded parts, Präsentation  und Veröffentlichung auf der Fachtagung 3DEXPERIENCE Conference, 19.11.-21.11.2019, Darmstadt
  • Michels, P.; Bruch,O.; Evers-Dietze, B.; Ramakers van Dorp, E.; Altenbach, H.: Simulative und experimentelle Bestimmung der Bauteilschwindung von extrusionsblasgeformten Kunststoffhohlkörpern, Tagungsband 14. Magdeburger Maschinenbautage, pp. 198–208, 2019
  • Michels, P.; Grommes, D.; Oeckerath, A.; Reith, D.; Bruch, O.: An integrative simulation concept for extrusion blow molded plastic bottles, In: Finite Elements in Analysis and Design 164, 2019, pp. 69-78
  • Michels, P., Bruch, O., Gulati, P.: ITEA VMAP - How the simulation workflow of blow moulded plastic parts benefits from the VMAP Interface Standard, Proceedings of Nafems World Congress VMAP Conference 2019
  • Michels, P., Bruch, O., Grommes, D., Automatisierte Optimierung blasgeformter Hohlkörper- Problemstellen gezielt optimieren, Aufsatz und Präsentation auf der SKZ-Fachtagung "Blasformen 2012", Würzburg, 12.-13.06.2018

Weitere Veröffentlichungen unter:
https://www.hagen-stiftung.de/forschung-und-entwicklung/veroeffentlichungen-patentschriften/