Andreas Gebhardt
Additive Fertigungsverfahren
Additive Manufacturing und 3D-Drucken für Prototyping - Tooling - Produktion
Widmung
6
Vorwort
8
Über den Autor
10
Danksagung
12
Inhaltsverzeichnis
14
1 Einordnung und Begriffsbestimmung
26
1.1? Systematik der Fertigungsverfahren
26
1.2? Systematik der Additiven?Fertigungsverfahren
27
1.2.1? Begriffsbestimmungen
28
1.2.2? Eigenschaften der Additiven Fertigungsverfahren
28
1.3? Einteilung der Additiven?Fertigungsverfahren
31
1.3.1? Rapid Prototyping
31
1.3.2? Rapid Manufacturing
33
1.3.2.1? Rapid Manufacturing – Direct Manufacturing
34
1.3.2.2? Rapid Manufacturing – Direct Tooling (Rapid Tooling – Prototype Tooling)
34
1.3.3? Nicht-additive Verfahren – Indirect Prototyping und Indirect Tooling
35
1.3.4? Rapid Prototyping oder Rapid Manufacturing?
36
1.3.5? Begriffsvielfalt
37
1.3.6? Wie schnell ist Rapid?
38
1.4? Integration der Additiven Fertigungstechnik in den Produktentstehungsprozess
38
1.4.1? Additive Verfahren in der Produktentwicklung
39
1.4.2? Additive Verfahren für die stückzahl-unabhängige Produktion
40
1.4.3? Additive Verfahren für die individualisierte Produktion
40
1.5? Maschinen für die Additive Fertigung
41
1.5.1? Fabber, Personal 3D-Drucker/Personal 3D?Printer
42
1.5.1.1? Fabber
43
1.5.1.2? Personal 3D-Drucker/Personal 3D?Printer
43
1.5.2? Professional 3D-Drucker/Professional 3D?Printer
43
1.5.3? Production 3D-Drucker/Production 3D?Printer oder?Produktionsmaschinen
43
1.5.4? Industrial 3D-Drucker
44
1.5.5? Maschinenklassen und Bauteileigenschaften
44
2 Merkmale der Additiven Fertigungsverfahren
46
2.1? Verfahrensgrundlagen
46
2.2? Erzeugung der mathematischen Schichtinformation
51
2.2.1? Beschreibung der Geometrie durch einen 3D-Datensatz
52
2.2.1.1? Datenfluss und Schnittstellen
52
2.2.1.2? Modellierung dreidimensionaler Körper mittels 3D-CAD
54
2.2.1.2.1? CAD-Modelltypen
55
2.2.1.2.2? Anforderungen an CAD-Systeme
57
2.2.1.3? Modellierung dreidimensionaler Körper aus Messwerten
58
2.2.2? Erzeugung der geometrischen Schichtinformationen der?Einzelschichten
60
2.2.2.1? STL-Format
60
2.2.2.1.1? Fehler im STL-File
62
2.2.2.2? CLI-/SLC-Format
65
2.2.2.3? PLY- und VRML-Format
68
2.2.2.4? AMF-Format
70
2.3? Physikalische Prinzipien zur Erzeugung der Schicht
72
2.3.1? Generieren aus der flüssigen Phase
73
2.3.1.1? Photopolymerisation – Stereolithographie (SL)
73
2.3.1.2? Grundlagen der Polymerisation
74
2.3.1.2.1? Laserinduzierte Polymerisation
76
2.3.1.2.2? Vorteile der Stereolithographie
82
2.3.1.2.3? Nachteile der Stereolithographie
84
2.3.2? Generieren aus der festen Phase
85
2.3.2.1? Schmelzen und Verfestigen von Pulvern und Granulaten – Sintern?(Lasersintern,?LS), Schmelzen
85
2.3.2.1.1? Materialien für das Sintern und Schmelzen
86
2.3.2.1.2? Vor- und Nachteile des Sinterns und Schmelzens
91
2.3.2.1.3? Proprietäre oder handelsübliche Pulver?
92
2.3.2.2? Ausschneiden aus Folien und Fügen – Layer Laminate Manufacturing (LLM)
93
2.3.2.2.1? Vor- und Nachteile der Schichtverfahren (LLM)
94
2.3.2.3? Schmelzen und Verfestigen aus der festen Phase – Fused?Layer?Modeling?(FLM)
96
2.3.2.3.1? Extrudierende und ballistische Verfahren
96
2.3.2.3.2? Vor- und Nachteile der FLM-Verfahren
99
2.3.2.4? Verkleben von Granulaten mit Bindern – 3D?Printing (3DP) – Pulver?Binder?Verfahren
99
2.3.2.4.1? Vor- und Nachteile von Pulver-Binder-Verfahren
100
2.3.3? Generieren aus der Gasphase
101
2.3.3.1? Aerosoldruckverfahren
101
2.3.3.1.1? Vor- und Nachteile von Aerosoldruckverfahren
102
2.3.3.2? Laser Chemical Vapor Deposition (LCVD)
102
2.3.4? Sonstige Verfahren
104
2.3.4.1? Sonolumineszenz
104
2.3.4.2? Elektroviskosität
105
2.4? Elemente zur Erzeugung der physischen Schicht
105
2.4.1? Bewegungselemente
106
2.4.1.1? Plotter
106
2.4.1.2? Scanner
107
2.4.1.3? Parallelroboter (Delta Roboter)
108
2.4.2? Generierende und konturierende Elemente
109
2.4.2.1? Laser
109
2.4.2.2? Druckköpfe
111
2.4.2.3? Extruder
115
2.4.2.4? Schneidmesser
115
2.4.2.5? Fräser
116
2.4.3? Schichterzeugendes Element
116
2.5? Klassifizierung der additiven?Fertigungsverfahren
118
2.6? Zusammenfassende Betrachtung der?theoretischen Potenziale der?additiven?Fertigungsverfahren
120
2.6.1? Werkstoffe
121
2.6.2? Bauteileigenschaften
123
2.6.3? Details
123
2.6.4? Genauigkeiten
124
2.6.5? Oberflächengüte
125
2.6.6? Entwicklungspotenzial
125
2.6.7? Kontinuierliche 3D-Modellierung
126
3 Additive Fertigungsanlagen für Rapid Prototyping, Direct Tooling und Direct?Manufacturing
128
3.1? Polymerisation – Stereolithographie (SL)
132
3.1.1? Maschinenspezifische Grundlagen
132
3.1.1.1? Laser-Stereolithographie
132
3.1.1.2? Digital Light Processing (DLP)
142
3.1.1.3? PolyJet und Multi-Jet Modeling (MJM) und Paste Polymerization
144
3.1.1.4? Continuous Liquid Interface Production (CLIP)
144
3.1.2? Übersicht: Polymerisation – Stereolithographie
145
3.1.3? Stereo Lithography Apparatus (SLA) – 3D?Systems
146
3.1.4? STEREOS – EOS GmbH
158
3.1.5? Stereolithographie – Fockele & Schwarze (F&S)
159
3.1.6? Mikrostereolithographie – microTEC
160
3.1.7? Solid Ground Curing – Cubital
163
3.1.8? Digital Light Processing – EnvisionTEC
164
3.1.9? Polymerdrucken – Stratasys/Objet
171
3.1.10? Multi-Jet-Modeling (MJM) – ProJet – 3D?Systems
178
3.1.11? Digital Wax
183
3.1.12? Film Transfer Imaging – 3D?Systems
186
3.1.13? Sonstige Polymerisationsverfahren
189
3.1.13.1? Paste Polymerization – 3D?Systems/OptoForm
189
3.2? Sintern/Selektives Sintern – Schmelzen?im Pulverbett
189
3.2.1? Maschinenspezifische Grundlagen
190
3.2.2? Übersicht: Sintern – Schmelzen
195
3.2.3? Lasersintern – 3D?Systems
197
3.2.3.1? Laser Sintering, SLS – 3D?Systems
197
3.2.3.2? Direct Metal Printing DMP-3D?Systems
207
3.2.4? Lasersintern – EOS GmbH
214
3.2.5? Laserschmelzen – ReaLizer GmbH
226
3.2.6? Laserschmelzen – SLM Solutions GmbH
231
3.2.7? Laserschmelzen – Renishaw LTD.
234
3.2.8? LaserCusing – ConceptLaser GmbH
237
3.2.9? Laser Metal Fusion (LMF) – TRUMPF
243
3.2.10? Elektronenstrahlsintern – ARCAM
246
3.2.11? Selective Mask Sintering (SMS) – Sintermask
252
3.2.12? Lasersintern – Phenix
253
3.3? Beschichten – Schmelzen?mit?der?Pulverdüse
254
3.3.1? Verfahrensprinzip
255
3.3.1.1? Pulverdüsenkonzepte
257
3.3.1.2? Prozessüberwachung und -regelung
258
3.3.2? Laser Engineered Net Shaping (LENS) – OPTOMEC
258
3.3.3? Laser Metal Deposition (LMD), TRUMPF
262
3.4? Schicht-Laminat-Verfahren – Layer?Laminate Manufacturing (LLM)
267
3.4.1? Übersicht: Schicht-Laminat-Verfahren
267
3.4.2? Maschinenspezifische Grundlagen
267
3.4.3? Laminated Object Manufacturing (LOM) – Cubic Technologies
272
3.4.4? Rapid Prototyping System (RPS) – Kinergy
277
3.4.5? Selective Adhesive and Hot Press Process (SAHP) – Kira
277
3.4.6? Layer Milling Process (LMP) – Zimmermann
277
3.4.7? Stratoconception – rp2i
278
3.4.8? Selective Deposition Lamination (SDL) – Mcor
279
3.4.9? Plastic Sheet Lamination – Solido
283
3.4.10? Sonstige Schicht-Laminat-Verfahren
283
3.4.10.1? Bauteile aus Metalllamellen – Laminated Metal Prototyping
283
3.5? Extrusionsverfahren – Fused?Layer?Modeling (FLM)
284
3.5.1? Übersicht: Extrusionsverfahren
284
3.5.2? Fused Deposition Modeling (FDM) – Stratasys
285
3.5.3? Wachsprinter – Solidscape
297
3.5.4? Multi-Jet-Modeling (MJM) – ThermoJet – 3D?Systems
301
3.5.5? ARBURG Kunststoff-Freiformen (AF) – ARBURG GmbH
301
3.6? Three Dimensional Printing (3DP)
307
3.6.1? Übersicht: 3D?Printing
307
3.6.2? 3D?Printer – 3D?Systems/Z-Corporation
308
3.6.3? Metall und Formsand Printer – ExOne
312
3.6.3.1? Metall-Linie: Direct Metal Printer
314
3.6.3.2? Formsand-Linie: Direct Core and Mold Making Machine
317
3.6.4? Direct Shell Production Casting (DSPC) – Soligen
320
3.6.5? 3D-Drucksystem – Voxeljet
323
3.6.6? Maskless Masoscale Material Deposition (M3D) – OPTOMEC
327
3.7? Hybridverfahren
331
3.7.1? Laserauftragsschweißen und Fräsen – Controlled Metal Build Up (CMB) – Röders
332
3.7.2? Laminieren und Ultraschallschweißen – Ultrasonic Consolidation – Fabrisonic/Solidica
335
3.7.3? Metallpulverauftragsverfahren (MPA) – Hermle
339
3.7.4? Hybrid (Additive and Substractive manufacturing) – DGM-MORI
344
3.7.5? Extrudieren und Fräsen – Big Area Additive Manufacturing (BAAM) – Cincinnati
348
3.8? Zusammenfassende Betrachtung der?Additiven Fertigungsverfahren
353
3.8.1? Charakteristische Eigenschaften der Additiven Fertigungsverfahren?im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren
354
3.8.2? Genauigkeit
357
3.8.3? Oberflächen
360
3.8.4? Benchmark-Tests und User-Parts
364
3.9? Entwicklungsziele
367
3.10? Folgeprozesse
368
3.10.1? Zielwerkstoff Kunststoff
368
3.10.2? Zielwerkstoff Metall
368
4 Rapid Prototyping
370
4.1? Einordnung und Begriffsbestimmung
370
4.1.1? Eigenschaften von Prototypen
370
4.1.2? Charakteristika des Rapid Prototyping
372
4.2? Strategische Aspekte beim Einsatz von?Prototypen
373
4.2.1? Produktentwicklungsschritte
373
4.2.2? Time to market
373
4.2.3? Frontloading
374
4.2.4? Digitales Produktmodell
377
4.2.5? Die Grenzen der physischen Modellierung
378
4.2.6? Kommunikation und Motivation
380
4.3? Operative Aspekte beim Einsatz von?Prototypen
380
4.3.1? Rapid Prototyping als Werkzeug zur schnellen Produktentwicklung
381
4.3.1.1? Modelle
381
4.3.1.2? Modellklassen
381
4.3.1.3? Modellklassen und Additive Verfahren
385
4.3.1.4? Zuordnung von Modellklassen und Modelleigenschaften zu?den?Familien der Additiven Fertigungsverfahren
389
4.3.2? Anwendung des Rapid Prototyping in der industriellen Produktentwicklung
392
4.3.2.1? Beispiel: Pumpengehäuse
392
4.3.2.2? Beispiel: Büroleuchte
394
4.3.2.3? Beispiel: Einbauleuchtenfassung
398
4.3.2.4? Beispiel: Modellbaggerarm
398
4.3.2.5? Beispiel: LCD-Projektor
402
4.3.2.6? Beispiel: Kapillarboden für Blumentöpfe
404
4.3.2.7? Beispiel: Gehäuse einer Kaffeemaschine
405
4.3.2.8? Beispiel: Ansaugkrümmer eines Vierzylindermotors
406
4.3.2.9? Beispiel: Cocktailbecher
407
4.3.2.10? Beispiel: Spiegeldreieck
407
4.3.2.11? Beispiel: Cabrioverdeck
408
4.3.3? Rapid Prototyping Modelle zur Visualisierung von 3D-Daten
412
4.3.4? Rapid Prototyping in der Medizin
412
4.3.4.1? Charakteristika medizinischer Modelle
412
4.3.4.1.1? Große Datenmengen
413
4.3.4.1.2? Nicht exakt definierte Modellabmessungen
413
4.3.4.1.3? Mehrere Modelle
413
4.3.4.1.4? Transparenz
413
4.3.4.1.5? Sterilisierbarkeit
414
4.3.4.1.6? Biokompatibilität
414
4.3.4.1.7? Stützstrukturen
414
4.3.4.1.8? Unverbundene Modellteile
414
4.3.4.2? Anatomische Faksimiles
415
4.3.4.3? Beispiel: Anatomisches Faksimile für eine Umstellungsosteotomie
417
4.3.5? Rapid Prototyping in Design, Kunst und Architektur
418
4.3.5.1? Modellbildung in Design und Kunst
418
4.3.5.2? Beispiel Kunst: Computer-Skulptur
418
4.3.5.3? Beispiel Design: Flaschenöffner
419
4.3.5.4? Angewandte Kunst – Bildhauerei und Plastiken
420
4.3.5.5? Beispiel Archäologie: Büste der Königin Teje
422
4.3.5.6? Modellbildung in der Architektur
423
4.3.5.7? Beispiel Architektur: Deutscher Pavillon für die Expo ’92
424
4.3.5.8? Beispiel Architektur: Ground Zero
425
4.3.5.9? Beispiel Architekturdenkmäler: Dokumentation?von?baugeschichtlich?relevanten?Gebäuden
426
4.3.6? Rapid Prototyping zur Überprüfung von Rechenverfahren
427
4.3.6.1? Spannungsoptische und thermoelastische Spannungsanalyse
427
4.3.6.1.1? Spannungsoptische Spannungsanalyse
428
4.3.6.1.2? Thermoelastische Spannungsanalyse (THESA)
429
4.3.6.2? Beispiel: Spannungsoptische Spannungsanalyse an?einem?Kipphebel eines Lkw-Verbrennungsmotors
429
4.3.6.3? Beispiel: Thermoelastische Spannungsanalyse zum?Festigkeitsnachweis an einer Automobilfelge
431
4.4? Ausblick
434
5 Rapid Tooling
436
5.1? Einordnung und Begriffsbestimmung
436
5.1.1? Direkte und indirekte Verfahren
437
5.2? Eigenschaften additiv gefertigter Werkzeuge
439
5.2.1? Strategische Aspekte beim Einsatz Additiver Werkzeuge
439
5.2.1.1? Schnelligkeit
439
5.2.1.2? Umsetzung neuer technischer Konzepte
440
5.2.2? Konstruktive Eigenschaften additiv gefertigter Werkzeuge
441
5.2.2.1? Prototypwerkzeuge
442
5.2.2.1.1? Weiche gegossene Werkzeuge
442
5.2.2.1.2? Harte gegossene Werkzeuge
443
5.2.2.1.3? Harte direkt gefertigte Werkzeuge und Werkzeugeinsätze
443
5.2.2.2? Bereitstellung der Daten
445
5.3? Indirekte Rapid Tooling-Verfahren – Abformverfahren und Folgeprozesse
446
5.3.1? Eignung Additiver Verfahren zur Herstellung von Urmodellen für?Folgeprozesse
447
5.3.2? Indirekte Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen für?Kunststoffbauteile
448
5.3.2.1? Abgießen in weiche Werkzeuge oder Formen
449
5.3.2.1.1? Vakuumgießen
449
5.3.2.1.2? Nylongießen
452
5.3.2.1.3? Silikonabguss
453
5.3.2.1.4? Photocasting
453
5.3.2.1.5? Spincasting
453
5.3.2.2? Abgießen in harte Werkzeuge
454
5.3.2.2.1? Metallspritzen
454
5.3.2.2.2? Gießharzwerkzeuge
455
5.3.2.2.3? Maskenwerkzeuge, Polyurethangießen
456
5.3.2.2.4? Niederdruckspritzgießen, Reaction Injection Molding (RIM)
457
5.3.2.2.5? 3D?Keltool – Course4 Technology
457
5.3.2.3? Andere Abformverfahren für harte Werkzeuge
458
5.3.2.3.1? Ford Sprayform-Verfahren
458
5.3.2.3.2? Rapid Solidification Process, RSP
458
5.3.3? Indirekte Verfahren zur Herstellung von Metallbauteilen
459
5.3.3.1? Der Feingussprozess mit additiven Prozessschritten
459
5.3.3.2? Werkzeuge durch Feinguss von Rapid Prototyping Urmodellen
462
5.4? Direkte Rapid Tooling-Verfahren
463
5.4.1? Prototype Tooling – Werkzeuge auf der Basis von Kunststoff – 3D-Druckverfahren
463
5.4.1.1? Ausgießen von 3D gedruckten Bauteilen
463
5.4.1.2? 3D gedruckte Werkzeugeinsätze
464
5.4.1.2.1? ACES Injection Molding, AIM
464
5.4.1.2.2? 3D printed injection molding, 3D-IM
465
5.4.1.3? Tiefziehen oder Thermoformen
466
5.4.1.4? Herstellung von Kernen und Formen für den Metallguss
467
5.4.1.4.1? Sandguss
467
5.4.1.4.2? Druckguss
468
5.4.2? Metallwerkzeuge auf der Basis von mehrstufigen additiven Prozessen
469
5.4.2.1? Selektives Lasersintern von Metallen – IMLS – 3D?Systems
469
5.4.2.2? Paste Polymerization – 3D?Systems
470
5.4.2.3? 3D?Printing von Metallen – ExOne GmbH
470
5.4.3? Direct Tooling – Werkzeuge auf der Basis von Metall 3D-Druckverfahren
471
5.4.3.1? Mehrkomponenten-Metallpulver-Lasersintern
471
5.4.3.2? Einkomponenten-Metallpulver-Verfahren – Sintern?und?Generieren
472
5.4.3.2.1? DirectTool – EOS GmbH
472
5.4.3.2.2? Laserschmelzen – SLM-Solutions
473
5.4.3.2.3? LaserCusing – Concept Laser
474
5.4.3.2.4? TruPrint und Direktes Laserformen – TRUMPF
475
5.4.3.2.5? Elektronenstrahlsintern – ARCAM
476
5.4.3.2.6? Lasersintern – 3D?Systems/Phenix
476
5.4.3.3? Laser-Generieren mit Pulver und Draht
477
5.4.3.3.1? Laser Engineered Net Shaping (LENS) – OPTOMEC
477
5.4.3.3.2? Laser Metal Deposition (LMD)
478
5.4.3.4? Schicht-Laminat-Verfahren – Metalllamellenwerkzeuge – Laminated?Metal Tooling
479
5.4.3.4.1? Ultrasonic Consolidation – Fabrisonic/Solidica
479
5.4.3.4.2? Lamellenwerkzeug – Weihbrecht
479
5.5? Ausblick
479
6 Direct Manufacturing – Rapid Manufacturing
482
6.1? Einordnung und Begriffsbestimmungen
483
6.1.1? Begriffe
483
6.1.2? Vom Rapid Prototyping zum Rapid Manufacturing
484
6.1.3? Workflow für das Rapid Manufacturing
486
6.1.4? Anforderungen an die direkte Fertigung
486
6.2? Potenziale der additiven Fertigung von?Endprodukten
487
6.2.1? Erhöhte Konstruktionsfreiheit
487
6.2.1.1? Erweiterte konstruktive und gestalterische Möglichkeiten
487
6.2.1.2? Geometrie- und Funktionsintegration
489
6.2.1.3? Neuartige Konstruktionselemente
489
6.2.2? Herstellung traditionell nicht herstellbarer Produkte
490
6.2.3? Variation von Massenprodukten
491
6.2.4? Personalisierung von Massenprodukten
492
6.2.4.1? Passive Personalisierung – Hersteller Personalisierung
493
6.2.4.2? Aktive Personalisierung – Kunden Personalisierung
495
6.2.5? Realisierung neuer Werkstoffe
496
6.2.6? Realisierung neuer Fertigungsstrategien
497
6.2.7? Entwurf neuer Arbeits- und Lebensformen
499
6.3? Anforderungen an additive Verfahren für?die Fertigung
500
6.3.1? Anforderungen an die additive Herstellung eines Bauteils
500
6.3.1.1? Prozess
500
6.3.1.2? Materialien
502
6.3.1.3? Organisation
504
6.3.1.4? Konstruktion
505
6.3.1.5? Qualitätssicherung
505
6.3.1.6? Logistik
506
6.3.2? Anforderungen an die additive Serienfertigung mit heutigen Verfahren
506
6.3.2.1? Prozess
506
6.3.2.2? Materialien
508
6.3.2.3? Organisation
509
6.3.2.4? Konstruktion
509
6.3.2.5? Qualitätssicherung
509
6.3.2.6? Logistik
510
6.3.3? Zukünftige Anforderungen an die additive Serienfertigung
510
6.3.3.1? Prozess
510
6.3.3.2? Materialien
512
6.3.3.3? Organisation
513
6.3.3.4? Konstruktion
514
6.3.3.5? Qualitätssicherung
515
6.3.3.6? Logistik
516
6.4? Fertigungsanlagen zur Realisierung des?Rapid Manufacturing
517
6.4.1? Additive Fertigungsanlagen als Elemente einer Fertigungskette
517
6.4.1.1? Industrielle Komplettfertigung
518
6.4.1.2? Individuelle Komplettfertigung (Personal Fabrication)
520
6.4.2? 3D-Drucker als Flexible AM-Systeme (FAMS)
521
6.4.2.1? Vom Personal 3D-Drucker zum Flexiblen Additive Manufacturing System, FAMS
522
6.4.2.2? Concept Laser, Factory of Tomorrow
523
6.4.2.3? EOS M400
524
6.4.2.4? Additive Industries (AI) MetalFAB1
524
6.5? Anwendungen des Direct Manufacturing
526
6.5.1? Anwendungsfelder nach Werkstoffen
526
6.5.1.1? Metallische Werkstoffe und Legierungen
526
6.5.1.2? Hochleistungskeramiken
527
6.5.1.3? Kunststoffe
529
6.5.1.4? Neue Werkstoffe
529
6.5.2? Anwendungsfelder nach Branchen
530
6.5.2.1? Werkzeugbau
530
6.5.2.2? Gießereiwesen
532
6.5.2.2.1? Dentaltechnik
533
6.5.2.2.2? Schmuckindustrie
534
6.5.2.3? Medizinische Geräte und Hilfsmittel, Medizintechnik
536
6.5.2.3.1? Zahnspangen: Aligner – Invisalign
536
6.5.2.3.2? Hörgeräteschalen, Otoplastiken
537
6.5.2.3.3? Technische Medizingeräte
539
6.5.2.4? Design und Kunst
540
6.5.2.5? Automobilbau
546
6.6? Perspektiven
549
7 Sicherheitsvorschriften und Umweltschutz
552
7.1? Gesetzliche Grundlagen für das Betreiben und das Herstellen von Generativen Fertigungsanlagen und den Umgang mit?den zugehörigen Werkstoffen
554
7.1.1? Baurecht
554
7.1.2? Wasserrecht
555
7.1.3? Gewerberecht
556
7.1.4? Immissionsschutzrecht
558
7.1.5? Abfallrecht
559
7.1.6? Chemikalienrecht
560
7.1.6.1? Sicherheitsdatenblätter
562
7.1.6.2? REACH
563
7.2? Anmerkungen zu Materialien für?die?Generative Fertigung
564
7.3? Anmerkungen zur Benutzung von?additiv?gefertigten Bauteilen
566
8 Aspekte zur Wirtschaftlichkeit
568
8.1? Strategische Aspekte
569
8.1.1? Strategische Aspekte für den Einsatz additiver Verfahren in?der?Produktentwicklung
569
8.1.1.1? Qualitative Ansätze
569
8.1.1.2? Quantitative Ansätze
570
8.2? Operative Aspekte
571
8.2.1? Auswahl geeigneter additiver Fertigungsverfahren
572
8.2.2? Ermittlung der Kosten von Additiv-Manufacturing-Verfahren
572
8.2.2.1? Variable Kosten
573
8.2.2.2? Fixkosten
575
8.2.3? Charakteristika additiver Fertigungsverfahren und?ihre?Auswirkung?auf die Wirtschaftlichkeit
578
8.3? Make or buy?
584
9 Zukünftige Rapid Prototyping-Verfahren
586
9.1? Mikrobauteile
586
9.1.1? Mikrobauteile aus Metall und Keramik
587
9.1.2? Mikrobauteile aus Metall und Keramik mittels Laserschmelzen
587
9.1.2.1? Schmelzvorgang beim selektiven Laserschmelzen
588
9.1.2.2? Mikrostrukturen aus Metallpulver
589
9.1.2.3? Mikrostrukturen aus Keramikpulver
591
9.2? Contour Crafting
594
9.3? D-Shape-Prozess
595
9.4? Selective Inhibition of Sintering (SIS)
597
9.4.1? SIS-Polymer-Prozess
597
9.4.2? SIS-Metall-Prozess
598
9.4.3? Continuous Liquid Interface Production (CLIP) – Carbon 3D
600
9.5? Fazit, Trends und Ausblick
603
9.5.1? Trends
603
9.5.2? Ausblick
603
10 Anhang
606
Kritische Erfolgsfaktoren und Wettbewerbsstrategien
606
Wirtschaftlichkeitsmodell nach Siegwart und Singer
607
Technische Daten und Informationen
612
CAD-Systeme und Software für die additive Fertigung
613
Additive Fertigungsanlagen (Prototyper und Fabrikatoren)
613
Werkstoffe für additive Prozesse und Gießharze
614
Begriffe und Abkürzungen
693
11 Literaturverzeichnis
704
Stichwortverzeichnis
714
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