11 Additive Fertigungsverfahren Flashcards
Vorteile additive fertigung
-Kontaktlose Fertigung ohne Werkzeug
-hohe Mterialeffizienz
-Herstellung von komplexer Materialien
-schnelle Produkteinführung durch direkte Fertigung
Nachteile additive fertigung
-Anisotropie: Lagenweiser Aufbau führt zur Inhomogenität
- Gesundheitsgefährdung durch Material
-Noch oftmals viele manuelle Arbeitsschritte
-Keine einheitliche Designregeln
-Konventionelle Nachbearbeitujg erforderlich
Gründe für Einsatz AM
-erweiterte BAuteileigenschaft
-hohe Komplexität
-hoher Individulaisierungsgrad
-kleine Losgröße
Kategorisierung der AM
-Bindemittelauftrag
-Werkstoffextrusion
-Werkstoffauftrag
-Pulverbettbasiertes schmelzen
-Schichtlaminierung
-Gerichtete Energieeinbringung
-wannebasierte Photopolymerisation
Bindemittelauftrag Verfahrensschritte
-Auftragen Pulverschicht
-selektives aufbringen eines flüssigen Bindemittels
-lokale benetzung einzelner Partikel
-Absenken der Bauplattform und Wiederholung der Schritte
Bindemittelauftrag Charakteristika
-Große Materialvielfalt
-Bindemittel ist kostengünstig
-niedrige BAuteilfestigkeit
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
Gerichtete Energieeinbringung thermisch Charakteristika
-EIgnet sich für Reperatur und Modifikation von bereits vorhandenen Bauteilen
-keine Stützstrukturen
-effektive schutzgasführung aufwendig
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
Gerichtete Energieeinbringung kinetisch Charakteristika
-keine stützstrukturen
-sehr schnelles verfahren
-geringer thermische Energieeintrag
-nur “weiche” plastisch verformbare Werkstoffe
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
Werkstoffextrusion charakteristika
-große werkstoffauswahl
-relative kostengünstige Systemtechnik
-Stützstrukturen notwendig
-Oberflächenqualität erfordert Nachabreit
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
Werkstoffauftrag Charakteristika
-Farbdruck
-begrenzte bauteilfestigkeit
Pulverbettbasiertes Laserschmelzen verfahren
- auftragen pulverschicht
-selektives, lokales schmelzen duch laser
-Absenken der Bauplattform und Wiederholung der Schritte
Pulverbettbasiertes Laserschmelzen charakteristika
-hohe genauigkeit
-hohe festigkeit und steifigkeit
-teure maschinen
-thermischer prozess nur unter inerter atmosphäre möglich
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?
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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)
