11 Additive Fertigungsverfahren Flashcards by Cedric Schmidt

Vorteile additive fertigung

-Kontaktlose Fertigung ohne Werkzeug
-hohe Mterialeffizienz
-Herstellung von komplexer Materialien
-schnelle Produkteinführung durch direkte Fertigung

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Nachteile additive fertigung

-Anisotropie: Lagenweiser Aufbau führt zur Inhomogenität
- Gesundheitsgefährdung durch Material
-Noch oftmals viele manuelle Arbeitsschritte
-Keine einheitliche Designregeln
-Konventionelle Nachbearbeitujg erforderlich

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Gründe für Einsatz AM

-erweiterte BAuteileigenschaft
-hohe Komplexität
-hoher Individulaisierungsgrad
-kleine Losgröße

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Kategorisierung der AM

-Bindemittelauftrag
-Werkstoffextrusion
-Werkstoffauftrag
-Pulverbettbasiertes schmelzen
-Schichtlaminierung
-Gerichtete Energieeinbringung
-wannebasierte Photopolymerisation

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Bindemittelauftrag Verfahrensschritte

-Auftragen Pulverschicht
-selektives aufbringen eines flüssigen Bindemittels
-lokale benetzung einzelner Partikel
-Absenken der Bauplattform und Wiederholung der Schritte

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Bindemittelauftrag Charakteristika

-Große Materialvielfalt
-Bindemittel ist kostengünstig
-niedrige BAuteilfestigkeit

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Gerichtete Energieeinbringung Prozess ( thermische Energiequelle)

-fördern und Beimengen von pulver oder Draht in Schutzgasstrom
-lokale Erwärmung der Substratoberfläche und Aufschmelzen der Zusatzwerkstoffe
-Stoffschlüssige Verbindung zwischen substratplatte und zusatzwerkstoff durch Phasenänderung

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Gerichtete Energieeinbringung thermisch Charakteristika

-EIgnet sich für Reperatur und Modifikation von bereits vorhandenen Bauteilen
-keine Stützstrukturen
-effektive schutzgasführung aufwendig

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Gerichtete Energieeinbringung Prozess ( kinetischeEnergiequelle

-Beschleunigung von pulverpartikeln in einen Trägerstrom auf Überschallgeschwindigkeit
- Auftreffen der pulverpartikel auf die Oberfläche und Umsetzung der kin. Energie in Erwärmung und starke plast. verformung von Randzone -> stoffschlüssige Verbindung

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Gerichtete Energieeinbringung kinetisch Charakteristika

-keine stützstrukturen
-sehr schnelles verfahren
-geringer thermische Energieeintrag
-nur “weiche” plastisch verformbare Werkstoffe

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Werkstoffextrusion Verfahren

-werkstoff wird als endlicher, zähflüssiger Materialstrang über beheizbare extrudereinheit konti. gefördert
- wird druch düse auf darunterliegenden Schicht abgelegt
-Werkstoffabhängig verbinden sich die Materialschichten aufgrund verdunstung, phasenänderung durch abkühlung oder vernezung
-Absenken der Bauplattform und Wiederholung der Schritte

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Werkstoffextrusion charakteristika

-große werkstoffauswahl
-relative kostengünstige Systemtechnik
-Stützstrukturen notwendig
-Oberflächenqualität erfordert Nachabreit

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Werkstoffauftrag Verfahren

-erwärmen eines photopolymers auf ca 30 - 60 grad
-tropfenförmiger Auftrag von Photopolymer mit multidüsen
- bestrahlung des photopolymers und auslösen photochemiche reaktion zur vernetzung und aushärtung
-Absenken der Bauplattform und Wiederholung der Schritte

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Werkstoffauftrag Charakteristika

-Farbdruck
-begrenzte bauteilfestigkeit

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Pulverbettbasiertes Laserschmelzen verfahren

auftragen pulverschicht
-selektives, lokales schmelzen duch laser
-Absenken der Bauplattform und Wiederholung der Schritte

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Pulverbettbasiertes Laserschmelzen charakteristika

-hohe genauigkeit
-hohe festigkeit und steifigkeit
-teure maschinen
-thermischer prozess nur unter inerter atmosphäre möglich

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Schichtlaminierung Verfahren

Abwickeln und Positionieren der folie im Schneidbereich
Anpassung der schnittfürung und zuschnitt mit laser, wasserstrahl,mech. schneidwerkzeug
-Verkleben oder verschweissen und gleichzeitig anpresen des folienausschnittes mit darunter liegenden folienausschnitt
-Absenken der Bauplattform und Wiederholung der Schritte

Schichtlaminierung Charakterisitika

hohe oberflächengüte
-kostengünstiges verfahren
schlechte kantenqualität und geringe Maßhaltigkeit

wannbasierte photopolymerisation Verfahren

-lok. belichtung und verfestigung einer photopolymerschicht durch auflösung der photochemischen reaktion innerhlab der belichteten Schicht
-Absenken der wanne mit schrittmaß
-Wiederholung der schritte

wannbasierte photopolymerisation Charakteristika

-hohe geschwinidkeit
-gute auflösung
-hohe werkstoffkosten

Vorteile hybrides Bearbeitungszentrum (BA)

-Einheitliche Spannsituation/-lösung
-Reduzierung von Bauteilhandling
-Durchgängige Softwarelösung

Additive Fertigung beschreibung

beschreibt die direkte, schicht- oder lagenweise Hertsellung von Bauteilen auf der Basis von 3D daten
-verbinden von material

Nachteile hybrides Bearbeitungszentrum (BA)

-Hohe Investkosten
-Prozesse können nicht gleichzeitig ablaufen

Nachteile ganzheitliche Softwarelösung

-Hohe Initialkosten
-verlust von Zertifizierung
-Geringe Akzeptanz der Mitarbeiter

Vorteile ganzheitliche Softwarelösung

-Wartungsfreundlich -Vermeidung von Schnittstellenverlusten -Bessere Planung möglich

Ziel und aktueller Stand der additiven Fertigung in den Produktionen dieser Welt

Ziel ist momentan die Prozesskettenintegration

Wie viele Verfahren/Prozesskatergorein gibt es in der additven Fertigung?

Welche Werkstoffe kann man im Verfahren der Gerichteten Energieeinbringung / DirectedEnergy Deposition auf kinetischem Weg verwenden?

Nur weiche, plastisch verformbare Werkstoffe

Welche Schritte der additive Fertigung werden in einem BA-Zentrum vereint

AM-Prozess Nachbearbeitung

Welche Funktion übernimmt die Supportstruktur bei der additiven Fertigung

Stützwirkung Wärmeabfuhr Ausgleich thermisch induzierter Zugsapnnungen

Mithilfe additiver Fertigungsverfahren werden oftmals metallische Bauteile hergestellt. Warum müssen solche Bauteile nach dem additiven Prozesschritt in der Regel spanend nachbearbeitet werden? Nennen Sie dafür drei potenzielle Gründe.

Oberflächenqualität ist nicht ausreichend, -Maßhaltigkeit ist noch nicht ausreichend, -Stützstrukturen müssen ggf. entfernt werden

Was kennzeichnet den Aufbau additiv hergesteller Bauteile laut Definition, die sich an die Terminologienorm DIN EN ISO/ASTM 52900 anlehnt? Nennen Sie drei Charakteristika

Generieren von Bauteilen durch Verbinden von Material, Generieren von Bauteilen direkt aus 3D-Modelldaten, schichtweiser Aufbau

Wann kann der Einsatz additiver Fertigung zur Herstellung eines Bauteils sinnvoll sein?

-wenn Individualisierung am Produkt gefordert wird, -wenn die Komplexität des Bauteils bzw. die Funktion es erfordert, -wenn sich dadurch Kosten einsparen lassen, z.B. im Fall einer Einzelfertigung

Mit welchen Herausforderungen und Probleme rechnen Sie, die mit der Einführung der neuen Sofware auftreten werden?

hohe Initialkosten, -alte Daten/Dateien nicht mehr verwendbar, -Verweigerung/geringe Akzeptanz der Mitarbeiter, -Verlust von Zertifizierungen

Wie werden speziell die Modelle bezeichnet, die in der Designphaseeines Produkts zum Einsatz kommen?

Konzeptmodelle/Geometriemodelle

Wie werden speziell die Modelle bezeichnet, die für die Erprobungsphase eines Produkts zum Einsatz kommen?

Funktionsmodelle

Vorteile hybride Fertigungslinie

-Einheitliche Spannsituation/-lösung -Zeiten für Bauteiltransport und handling werden reduziert -sehr hoher Automatisierungsgrad -Prozesse können parallel ablaufen

Nachteile hybride fertigungslinie

-Sehr hohe Investkosten -Bei Ausfall eines moduls kann die gesamte fertigung nach einiger zeit unterbrochen werden

was fällt unter die hybride fertigungslinie

_AM prozess -wärmebehandlung -(Ab)trennen -Nachbearbeitung

Durchgängige Software Lösung für hybride Prozessketten von links nach rechts Ablauf

-CAS Modul (Bauteilauslegung und konstruktion) -CAD Modul (Bauteilauslegung und konstruktion) -CAM Modul (Bahnplanung) -CAQ Modul (Prüfplanung)