E-Book, Deutsch, 244 Seiten, Format (B × H): 148 mm x 210 mm
Reihe: Beuth Innovation
Zeyn / DIN e.V. Industrialisierung der Additiven Fertigung
1. Auflage 2017
ISBN: 978-3-410-26920-5
Verlag: DIN Media
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)
Digitalisierte Prozesskette - von der Entwicklung bis zum einsetzbaren Artikel Industrie 4.0
E-Book, Deutsch, 244 Seiten, Format (B × H): 148 mm x 210 mm
Reihe: Beuth Innovation
ISBN: 978-3-410-26920-5
Verlag: DIN Media
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)
Der 3D-Druck ist unter dem Begriff "Rapid Prototyping" schon seit den 80er Jahren bekannt, seine Bedeutung entwickelt sich jedoch aktuell unter dem Begriff "Additive Fertigung" (AM) immer weiter in Richtung Industrialisierung. Das erfordert jedoch sowohl eine höhere Flexibilität, Effektivität, Automatisierung und Prozess-Sicherheit sowie Nachverfolgbarkeit der Produktion. Für die erfolgreiche Industrialisierung der Additiven Fertigung muss die gesamte Prozesskette (Entwicklung, Optimierung, Fertigung) einbezogen werden. Wichtig ist dabei auch die lückenlose Nachvollziehbarkeit in einem PLM System sowie die Dokumentation der Fertigung eines jeden einzelnen Teiles per MOM/MES. Der Autor gibt eine Kurzeinführung zur Additiven Fertigung, stellt bisherige Methoden und Einsatzgebiete vor und skizziert den Übergang vom Prototypen zur Industriellen Additiven Fertigung.
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1;Volltextsuche;1
2;Industrie 4.0 – Industrialisierung der Additiven Fertigung;1
2.1;Impressum / Copyright;5
2.2;Geleitwort;6
2.3;Vorwort;8
2.4;Über den Autor;10
2.5;Koautoren;11
2.6;Inhaltsverzeichnis;14
2.7;1 Additive Fertigung – kurze Einführung;20
2.8;2 Industrialisierung von AM;21
2.8.1;2.1 Von den Prototypen zur industriellen Fertigung;24
2.8.1.1;a) Funktionalität;25
2.8.1.2;b)?Werkstoffe;25
2.8.1.3;c) Reproduzierbarkeit;25
2.8.1.4;d) Prozess-Nachweis;25
2.8.1.5;e) Kosten;26
2.8.1.6;f) Durchgängige Prozesse;27
2.8.1.7;g) Fertigungseinbindung;30
2.8.2;2.2 Daten-Formate;31
2.8.2.1;a) STL;31
2.8.2.2;b) VRML;32
2.8.2.3;c) 3MF/AMF;32
2.8.2.4;d) PLM-Formate;34
2.8.2.5;e) Drucker-Hersteller;35
2.8.3;2.3 Produktentwicklung;36
2.8.3.1;a) Funktionsgerecht konstruieren;36
2.8.3.2;b) Restriktionen traditioneller Fertigung umgehen;36
2.8.3.3;c) Funktionale Auslegung;37
2.8.3.4;d) Bionisches Design;41
2.8.4;2.4 Topologie-Optimierung;46
2.8.4.1;a) CAD-Programme;46
2.8.4.2;b) FEM-Programme;48
2.8.4.3;c) Konstruktionsoptimierung (Adaption);49
2.8.4.4;d) Validieren;50
2.8.5;2.5 Konstruktions-Check;50
2.8.5.1;a) Wandstärken, Keile und Spaltmaße;50
2.8.5.2;b) Inseln/Überhang;51
2.8.5.3;c) Stütz-Strukturen;51
2.8.5.4;d) Treppenstufeneffekt;52
2.8.5.5;e) Hohlräume;53
2.8.5.6;f) VDI-Richtlinien;53
2.8.5.7;g) Konstruktions-Check vs. Fertigungs-Check;53
2.9;3 Additive Fertigungsverfahren;55
2.9.1;3.1 Übersicht;55
2.9.2;3.2 Basis-Metalle;58
2.9.2.1;a) Pulverbett-Schmelzen (Powderbed Fusion);60
2.9.2.2;b) Pulverauftrag-Verfahren;64
2.9.2.3;c) Draht-basierter Auftrag;67
2.9.2.4;d) Flüssig-Metall-Auftrag;68
2.9.2.5;e) Hybrid Machining;68
2.9.2.6;f) Aufbau-Raten und Genauigkeit;72
2.9.3;3.3 Basis-Kunststoffe/Keramik;73
2.9.3.1;a) Stereolithographie (Vat Photopolymerization);73
2.9.3.2;b) Material Extrusion;74
2.9.3.3;c) Laser-Sintern (SLS);78
2.9.3.4;d) Binder Jetting;78
2.9.3.5;e) Material Jetting;81
2.9.3.6;f) Continuous Liquid Interface Production (CLIP);82
2.9.3.7;g) ARBURG Plastic Freeforming (APF);82
2.10;4 Herstellungsprozess;83
2.10.1;4.1 Arbeitsvorbereitung (Pre-Processing);83
2.10.1.1;a) Printability Check;83
2.10.1.2;b) Mehr-Achsen-Auftrag (Material Deposition);83
2.10.1.3;c) Ebenen-Auftrag (Pulverbett etc.);86
2.10.1.4;d) Serialisierung;96
2.10.1.5;e) Fertigungssimulation;97
2.10.2;4.2 Fertigung (Processing);99
2.10.2.1;a) Pulver-Management;99
2.10.2.2;b) Aufbau-Prozess;100
2.10.2.3;c) Prozess-Ende;101
2.10.3;3.3 Nacharbeit (Post-Processing);102
2.10.3.1;a) Vorbereitung;102
2.10.3.2;b) Wärmebehandlung;102
2.10.3.3;c) Spanende Bearbeitung;103
2.10.3.4;d) Oberflächen-Veredelung;104
2.10.3.5;e) Kunststoff-Teile nachbearbeiten;104
2.10.3.6;f) Qualitätssicherung;105
2.10.4;4.4 Hybrid Machining;108
2.11;5 Werkstoffe;110
2.11.1;5.1 Einleitung;110
2.11.2;5.2 Aktuelle Werkstoffe;111
2.11.2.1;a) Photopolymere;113
2.11.2.2;b) Filament-Werkstoffe;115
2.11.2.3;c) Pulverförmige Werkstoffe;116
2.11.3;5.3 Serienquantifizierung der Werkstoffe;131
2.12;6 Sinnvoller Einsatz/Anwendungsfälle;133
2.12.1;6.1 Produkt – Neue oder verbesserte Funktionen;134
2.12.2;6.2 Prozess;136
2.12.2.1;a) Schneller und „on demand“;136
2.12.2.2;b) Preiswerter;136
2.12.2.3;c) Weniger Teile;136
2.12.2.4;d) Halbzeuge;137
2.12.2.5;e) Mass-Customization;141
2.12.2.6;f) Reparatur;143
2.12.3;6.3 Lebensdauer;144
2.12.3.1;a) Leichter;144
2.12.3.2;b) Haltbarkeit;145
2.12.3.3;c) Verbesserte Zykluszeiten;147
2.12.4;6.4 Nachhaltigkeit;149
2.13;7 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung;150
2.13.1;7.1 Grundsätzliches;150
2.13.2;7.2 Methode zur Ermittlung der Herstellkosten von laseradditiv gefertigten Bauteilen;150
2.13.2.1;a) Modellgestützte Betrachtung einer Prozesskette;151
2.13.2.2;b) Eingangsgrößen;152
2.13.3;7.3 Selektives Laserschmelzen (SLS, SLM);160
2.13.3.1;a) Pre-Processing;160
2.13.3.2;b) Fertigung;161
2.13.3.3;c) Nachbearbeitung von Rohbauteilen;169
2.13.4;7.4 Laser-Auftragschweißen (LMD);170
2.13.4.1;a) Pre-Processing;170
2.13.4.2;b) Fertigung des Bauteils;171
2.13.4.3;c) Nachbearbeitung von Rohbauteilen;174
2.13.5;7.5 Schlussbetrachtung;175
2.14;8 Industriezweige;176
2.14.1;8.1 Luft- und Raumfahrt;177
2.14.1.1;a) Flugzeugbau;177
2.14.1.2;b) Raumfahrt;182
2.14.2;8.2 Medizintechnik/Gesundheitswesen;182
2.14.2.1;a) Einführung;182
2.14.2.2;b) Anwendung am Körper;183
2.14.2.3;c) Anwendung innerhalb des Körpers;187
2.14.2.4;d) Weitere Anwendungen;191
2.14.3;8.3 Automobil-Industrie;192
2.14.3.1;a) Ersatzteile on demand;193
2.14.3.2;b) Betriebsmittel;193
2.14.3.3;c) Leichtere Fahrzeuge;194
2.14.4;8.4 Maschinenbau;196
2.14.4.1;a) Leichter bauen – schneller bewegen;196
2.14.4.2;b) Funktional entwickeln;197
2.14.4.3;c) Effektivere Fertigung;198
2.14.4.4;d) Ersatzteile;199
2.14.5;8.5 Weitere Industriezweige;199
2.14.5.1;a) Bauindustrie;199
2.14.5.2;b) Schmuck;199
2.15;9 Datensicherheit und Produktpiraterie;200
2.15.1;9.1 Interne Sicherheit;203
2.15.2;9.2 Externe Sicherheit;204
2.15.3;9.3 Produktkennzeichnungen;206
2.15.4;9.4 Rechtliche Aspekte;212
2.15.4.1;a) Gestaltung von Verträgen und Urheberrecht;212
2.15.4.2;b) Patent-, Marken- und Designschutz;213
2.15.4.3;c) Zertifizierung externer Partner;214
2.15.5;9.5 Sichere Prozesskette Additive Fertigung;214
2.16;10 Trends in der Additiven Fertigung;218
2.16.1;10.1 Technik;218
2.16.1.1;a) Ausbildung;218
2.16.1.2;b) Pre-Processing;219
2.16.1.3;c) Fertigung/Processing;221
2.16.1.4;d) Post-Processing;225
2.16.2;10.2 Business;227
2.16.2.1;a) Wachstum;227
2.16.2.2;b) Patente SLS/SLM laufen aus;230
2.16.2.3;c) Übergang zu einem Standard-Fertigungsverfahren;230
2.16.3;10.3 Sicherheit;230
2.17;Abkürzungsverzeichnis;231
2.18;Literaturverzeichnis;242
