Vorlesung 4 - Klassifizierung und Verfahrensablauf

Question 1

Welche 3 Unterteilungen gibt es bei der additiven Fertigung?

Answer 1

1. Rapid Prototyping
2. Rapid Tooling
3. Rapid Manufacturing

Question 2

Was sind Vor- und Nachteile vom Rapid Manufacturing?

Answer 2

Vorteile
-Neue Geometriefreiheitsgerade
-Parallelproduktion
-Geringe Instandhaltungskosten
-Fertigung individueller Bauteile
Nachteile
-Hohe Investitionskosten
-Qualifiziertes Personal -notwendig
-Hohe Werkstoffkosten
-Nachbereitung erforderlich

Question 3

Was ist Rapid Prototyping? (RP)

Answer 3

• additives Fertigungsverfahren zur Herstellung von Modellen und Prototypen
• Eigenschaften: ausgewählte Merkmale
• Material und Konstruktion kann, muss aber nicht Serienfertigung sein

Question 4

Was ist Rapid Tooling? (RT)

Answer 4

• bezeichnet die Herstellung von Werkzeugeinsätzen, Werkzeugen und Formen
• schnell
• kurze Entwicklungszeiten
• geeignet für kleine und mittelgroße Produktserien
• Anforderungen: Maßhaltigkeit, H. Oberflächengüte

Question 5

Was ist Rapid Manufacturing? (RM)

Answer 5

• bezeichnet die wirtschaftliche Herstellung von Endprodukten
• darunter fallen Positive (Einzelstücke), Kleinserien als auch Negative (Gussformen/ Werkzeugeinsätze)
• weist alle Eigenschaften des Endprodukts auf
• Material und Konstruktion entspricht dem Endprodukt

Question 6

Welche Bauteilarten gibt es und ihr Verwendungszweck

Answer 6

Folie 109

Question 7

Unterschiedliche Darstellung zwischen der Konventionellen und Additiven Betrachtung

Answer 7

• Darstellung Folie 113
• out of the box denken
• neue Möglichkeiten
• häufig entfall der Montage
• Mehrwert am Bauteil oder Folgeprozessen

Question 8

Was ist eine Direkte Prozesskette?

Answer 8

• Teile entstehen im gewünschten Werkstoff in einem einstufigen Prozess
• CAD -> Additive Fertigung -> Einsatzfähiges Bauteil
• Vorteile: Funktionsintegration, geringe Zeit und Kosten

Question 9

Was ist eine Direkte (Mehrstufige) Prozesskette?

Answer 9

• einsatzfähige Teile entstehen in mehreren Schritten, typischerweise mit ein oder mehreren Folgeprozessen (chemische oder thermische Umwandlung
• sinnvoll wenn die Folgeprozesse weitere Vorteile zur konventionellen bringen
• CAD -> Additive Fertigung -> Folgeprozess(e) -> Einsatzfähiges Bauteil

Question 10

Was ist eine indirekte Prozesskette?

Answer 10

• die hergestellten Teile entsprechen nicht einsatzfähigen Teilen, sondern ersetzen Modelle oder Werkzeuge für nachfolgende Fertigungsverfahren
• Zeit-/ Kostenvorteile, wenn Modelleinrichtungen oder Werkzeuge eingespart werden können
• CAD -> Additive Fertigung -> Transfer Modell -> Folgeprozess(e) -> Einsatz. Bauteil

Question 11

Welche Einteilung nach physikalischen Verfahren kann man vornehmen?

Answer 11

1. Generieren aus der flüssigen Phase
   - Verfestigung
2. Generieren aus der festen Phase
   - An – oder Aufschmelzen und Verfestigung von Pulvern, festen Materialien
3. Generieren aus der Gasphase
   - Physikalisches Abscheiden aus Aerosolen
   - Chemisches Abscheiden aus der Gasphase

Question 12

Wie ist der Verfahrensablauf bei einem 3D CAD Modell, Triangulation und Modellaufbereitung?

Answer 12

1. 3D-CAD-Modell
   - Ausgangspunkt der Fertiungsprozess
   - die Daten stammen aus der Konstruktion
2. Triangulation
   - möglichst genaue Annährung der Geometrieoberfläche durch Dreiecke
   - Anzahl der Dreiecke so genau wie möglich, aber nicht so genau wie möglich gestalten
3. Modellaufbereitung
   - Bauteil (STL-Modell) in Schichten zerlegen
   - Stufeneffekt an Rundungen -> geringe Oberflächenqualität
   - je größer die Schichtdicke ist, desto kürzer die ist Bauzeit

Question 13

Wie ist der Verfahrensablauf bei der Prozessvorbereitung, dem Bauprozess und der Nachbereitung?

Answer 13

4. Prozessvorbereitung
   - Schichtinformationen werden mit Steuerinformationen in der Anlage veknüpft
   - Materialspezifische Verarbeitungseigenschaften sind zu beachten
5. Bauprozess
   - Ausgangsmaterialschicht wird auf die Bauplattform aufgebracht
   - Ausgangsmaterial wird durch eine Energiequelle verfestigt
6. Nachbereitung
   - Nicht verwendetes Material entfernen
   - Stützkonstruktionen entfernen
   - Material aushärten