Strmungstechnische Optimierung von Produktionssystemen durch Simulation

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Herrn Prof. Dr. -Ing. J. Milberg, dem Leiter dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur die wohlwollende Foerderung und grosszugige Unterstutzung, die entscheidend zur erfolgreichen Durchfuhrung dieser Arbeit beigetragen haben. Herrn Prof. DrAng. K. Feldmann, dem Leiter des Lehrstuhls fur Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik der Universitat Erlangen- Nurnberg, danke ich fur die UEbernahme des Koreferates und die kritische Durchsicht der Arbeit. Daruberhinaus moechte ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts und allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich danken. Munchen, im Mai 1994 Andreas Engel Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einfuhrung 1 1. 1 Einleitung 1 1. 2 Stroemungstechnische Problemfelder in der Produktionstechnik 3 1. 2. 1 Allgemeines 3 1. 2. 2 Immissionsminimierung bei der Lasermaterialbearbeitung 4 1. 2. 2. 1 Grundlagen der Lasermaterialbearbeitung 4 1. 2. 2. 2 Lasersicherheit 6 1. 2. 2. 3 Planung und Einsatz von Absauganlagen 8 1. 2. 3 Stroemungs technische Optimierung komplexer Reinra- fertigungen 9 1. 3 Ziel der Arbeit und Vorgehensweise 10 2 Stand der Technik 13 2. 1 Zielsetzung 13 2. 2 Hilfsmittel fur die stroemungstechnische Optimierung von Produktions- systemen 13 2. 2. 1 Einsatz von Experimenten 13 2. 2. 2 Einsatz von Stroemungssimulationswerkzeugen 14 2. 3 Grundlagen der numerischen Stroemungssimulation 16 2. 3. 1 Zugrundeliegende physikalische Modellgleichungen 17 2. 3. 2 Diskretisierungsverfahren 22 2. 3.