Rapid.Tech - International Trade Show & Conference for Additive Manufacturing - Proceedings of the 13th Rapid.Tech Conference Erfurt, Germany, 14 - 16 June 2016

Wieland Kniffka, Michael Eichmann, Gerd Witt

Rapid.Tech - International Trade Show & Conference for Additive Manufacturing

Proceedings of the 13th Rapid.Tech Conference Erfurt, Germany, 14 - 16 June 2016

2016

400 Seiten

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ISBN: 9783446450608

 

Table of Contents

5

Greeting

10

Advisory Council & Review Committee

11

Part 1: User’s Conference

12

GENERATUM – interactive, webbased product generator (John)

13

1 Kurzfassung

13

2 Short Abstract

14

3 Langfassung | Full Abstract

14

Mechanical Characterization of structures produced by Fused FilamentFabrication (Wundes et al.)

22

1 Kurzfassung

22

2 Short Abstract

22

3 Langfassung

23

3.1 Einleitung

23

3.2 Aktueller Stand von Wissenschaft und Technik

23

3.3 Material und Methoden

24

3.4 Auswertung der Computertomographiedaten zur Bestimmung derVerschiebungen

25

3.5 Zusammenfassung

26

3.6 Literatur

27

3.7 Abbildungen

28

Industrial additive manufacturing: plastic laser sintering as branch of production (Prestien)

31

Langfassung

31

I. Was macht diese Technology so interessant?

31

II. Ist ein industrieller Standard möglich?

31

III. Welche Argumente (ver)führen dazu dieses Verfahren zu nutzen?

32

IV. Entscheidungskriterien um SLS als Produktionszweig zu nutzen

35

V. Wie sieht die Zukunft der industriellen Additiven Fertigung aus?

35

Part 2: Trade Forum “Science“

39

Increasing the build-up rate by High Power Selective Laser Melting for Ti6Al4V (Schniedenharn, Liu)

40

1 Kurzfassung

40

2 Short Abstract

40

3 Introduction

41

3.1 High-Power Selective Laser Melting

42

4 Experimental Setup

42

4.1 Equipment

42

4.2 Powder characteristics

43

4.3 Design of Experiments

44

5 Results

46

5.1 Density and Defects

46

5.2 Mechanical properties

49

5.3 Deformation

51

6 Summary

51

Strategies to achieve constant build-up with laser metal deposition (Petrat et al.)

53

1 Einleitung

53

2 Versuchsdurchführung

55

2.1 Einfluss unterschiedlicher Spurgrößen

55

2.2 Einfluss des Verfahrwegs auf rotationssymmetrische Bauteile

56

2.3 Einfluss einer Hülle-Kern-Strategie auf geneigte Seitenflächen

57

3 Ergebnisse und Diskussion

59

3.1 Einfluss unterschiedlicher Spurgrößen

59

3.2 Einfluss des Verfahrwegs auf rotationssymmetrische Bauteile

60

3.3 Einfluss einer Hülle-Kern-Strategie auf geneigte Seitenflächen

61

4 Zusammenfassung und Ausblick

63

5 Literatur

63

Reduction of the surface roughness of additively manufactured metallic parts byenhanced electrolytic smoothening

65

1 Short Abstract

65

2 Introduction

65

3 Experimental

67

3.1 Material

67

3.2 Analytical investigations and fatigue testing

68

3.3 Enhanced electrolytic smoothening

68

4 Results

69

4.1 Characterization of Ti-6Al-4V plates

69

4.2 Fatigue performance

71

4.3 Treatment of the bionic spoiler section

72

5 Conclusion

74

Machine-specific Cost Drivers in Additive Manufacturing Technologies like LaserBeam Melting (LBM) (Schrage)

76

1 Kurzfassung

76

2 Short Abstract

76

3 Langfassung | Full Abstract

77

3.1 Stand der Technik

77

3.2 Vorgehensweise bei der Modellentwicklung

80

3.3 Kostenmodell

85

3.4 Stückkostenbetrachtung LBM-gefertigter Werkstücke

86

3.5 Kostentreiber

88

3.6 Zusammenfassung und Ausblick

91

Machine-Related Dependance of Optimal Process Parameter Settings duringLaser Sintering of Different Thermoplastics (Wegner, Witt)

94

1 Einleitung

95

2 Stand der Technik

95

3 Versuchsbeschreibung

97

4 Versuchsergebnisse

99

4.1 Optimale Verarbeitungsbereiche

99

4.2 Erzielbare Packungsdichte im Prozess

106

5 Zusammenfassung

108

6 Danksagungen

108

7 Literaturverzeichnis

109

Dimensional accuracy of polymer laser sintered parts: Influences and measures (Josupeit et al.)

111

1 Kurzfassung

111

2 Short Abstract

111

3 Full Abstract

112

3.1 Introduction

112

3.2 State of the Art

112

3.3 Methods

114

3.4 Results

119

3.5 Conclusions & Outlook

122

Chemical Surface Treatment of Ultem 9085 Parts (Fischer et al.)

125

1 Kurzfassung

125

2 Short Abstract

125

3 Langfassung | Full Abstract

126

3.1 Introduction

126

3.2 State of the art

126

3.3 Experimental set-up

127

3.4 Results

130

3.5 Summary and Outlook

135

Investigations of the powder influence on the SLM process (Matthes et al.)

138

1 Einführung

139

2 Grundlagen

140

3 Experimentelles Vorgehen

142

3.1 Pulverwerkstoffe

142

3.2 SLM-Prozess

143

3.3 Charakterisierung

143

4 Ergebnisse und Diskussion

143

4.1 Pulvercharakterisierung

143

4.2 SLM-Prozess

147

4.3 Festkörpercharakterisierung

148

5 Zusammenfassung und Ausblick

150

High level process map for Selective Laser Melting (Uhlmann et al.)

153

1 Introduction

153

2 Selective Laser Melting manufacturing process

155

3 Basic Quality concepts applied in the research

155

3.1 SIPOC diagram

155

3.2 Process mapping

155

3.3 Key Performance Indicator

156

4 Methodology

156

5 Development of a high level process map for SLM

156

5.1 SIPOC diagram and the main steps/internal processes

156

5.2 SLM high level process map

157

5.3 Key Performance Indicators for the SLM process map

159

6 Results

160

7 Conclusions

161

Restriction oriented Component Design for Selective Laser Melting (Lippert, Lachmayer)

163

1 Kurzfassung

163

2 Short Abstract

163

3 Langfassung

164

3.1 Einleitung

164

3.2 Das Potential des Selektiven Laserstrahlschmelzens

164

3.3 Design for Additive Manufacturing

165

3.4 Adaption eines Demonstratorbauteils

169

3.5 Auswirkung einer Gestaltänderung des Demonstratorbauteils

171

3.6 Ergebnisse und Ausblick

172

3.7 Literaturverzeichnis

173

Leveraging AM-induced Design Potential Through Systematic Biomimetic PartDesign (Kamps et al.)

175

1 Kurzfassung

175

2 Short Abstract

175

3 Langfassung | Full Abstract

176

3.1 Einleitung

176

3.2 Stand der Technik

177

3.3 Anforderungen und Zielsetzung

181

3.4 Beschreibung des gewählten Ansatzes

182

3.5 Fallstudie

184

3.6 Diskussion

185

4 Zusammenfassung und Fazit

185

New methods for process-adapted characterization for selective beam meltingpowders (Fanselow et al.)

189

1 Kurzfassung

189

2 Short Abstract

190

3 Langfassung | Full Abstract

190

3.1 Einleitung

190

3.2 Methoden und experimentelle Durchführung

192

3.3 Ergebnisse

194

3.4 Zusammenfassung

198

3.5 Danksagung

199

3.6 Literaturverzeichnis

199

Investigation of surface modifications of particles used in laser beam melting (Sachs et al.)

201

1 Kurzfassung

201

2 Short Abstract

201

3 Langfassung | Full Abstract

202

3.1 Wissenschaftliche Motivation und Methoden

202

3.2 Ergebnisse

203

3.3 Zusammenfassung

210

3.4 Danksagung

211

3.5 Literaturverzeichnis

211

Thermal and Optical Behavior of LDS-functionalized Powders for Selective LaserSintering (Gath et al.)

214

1 Kurzfassung

214

2 Short Abstract

214

3 Langfassung | Full Abstract

215

3.1 Einleitung und Motivation

215

3.2 Grundlagen

216

3.3 Durchgeführte Untersuchungen

219

3.4 Ergebnisse

221

3.5 Zusammenfassung und Ausblick

227

Part 3: Trade Forum “Additive ContractManufacturing“

229

Occupational Safety in powder-bed based Additive Manufacturing (Dominik et al.)

230

1 Einleitung

231

2 Allgemeine Gefährdungen durch Pulverwerkstoffe

231

2.1 Staubbelastung / Gesundheit

231

2.2 Explosions- und Brandgefahren

232

3 Pulveremissionen entlang der Prozesskette

233

4 Umgang mit Pulverwerkstoffen

235

4.1 Gesundheitsschädliche Metallpulver

236

4.2 Reaktive Metallpulver

236

5 Zusammenfassung und Ausblick

237

Part 4: Trade Forum “3D Metal Printing“

240

Additive Manufacturing using water atomised steel powder (Höges)

241

1 Kurzfassung

241

2 Short Abstract

241

3 Langfassung

242

3.1 Einleitung

242

3.2 Verdüsungsprozess

244

3.3 Fließfähigkeit

244

3.4 AM Prozessentwicklung

245

3.5 Mechanische Eigenschaften

246

3.6 Zusammenfassung & Diskussion

246

3.7 Danksagung

247

3.8 Quellenverzeichnis

247

Selective Laser Melting of Elektron® MAP 43 Magnesium Powder (Gieseke et al.)

248

1 Kurzfassung

248

2 Short Abstract

248

3 Langfassung | Full Abstract

249

3.1 Introduction

249

3.2 State of the art

249

3.3 Enabling the SLM® process for magnesium and magnesium alloys

250

3.4 Materials and methods

251

3.5 Results

251

3.6 Discussion

254

3.7 Conclusion and Outlook

255

3.8 References

256

Additive Manufacturing with Metals in Production - Challenges and Solutions (Kaczmarzik)

257

1 Kurzfassung

257

2 Langfassung

258

Additive manufacturing with metal injection molding granules (Lieberwirth, Seitz)

266

1 Kurzfassung

266

2 Short Abstract

266

3 Langfassung | Full Abstract

267

1. Einleitung

267

2. Materialien und Methoden

267

3. Ergebnisse und Auswertung

270

4. Zusammenfassung

272

5. Danksagung

273

Part 5: Trade Forum “Design“

274

Think Additively! (Gittel)

275

1 Kurzfassung

275

1.1 Additiv denken!

275

2 Short Abstract

275

2.1 Think additively!

275

3 Langfassung | Full Abstract

276

Investigation in design recommendations for small structures in additivemanufacturing electron beam melting (Süß et al.)

283

1 Kurzfassung

283

2 Einleitung

283

2.1 Selektives Elektronenstrahlschmelzen

283

2.2 Konstruktionsempfehlungen

283

2.3 Zielsetzung

284

3 Herangehensweise und Versuchsbauteil

284

4 Ergebnisse

285

4.1 Konstruktionselement 1 – Zylinder:

285

4.2 Konstruktionselement 2 – Bohrungen:

287

4.3 Konstruktionselement 3 – Wände:

289

4.4 Konstruktionselement 4 – Spalten:

290

4.5 Konstruktionselement 5 – Winkel:

290

4.6 Konstruktionselement 6 – Überhangstege:

290

5 Zusammenfassung

291

6 Diskussion und Ausblick

292

7 Literatur

293

Strength and lightweight optimized design of an additive manufactured bicyclestem (Brüggemann et al.)

294

1 Kurzfassung

294

2 Short Abstract

294

3 Langfassung

295

3.1 EINLEITUNG

295

3.2 FESTIGKEITSBETRACHTUNG

295

3.3 KONSTRUKTION UND SIMULATION

297

3.4 LEICHTBAUOPTIMIERTE AUSLEGUNG DES FAHRRADVORBAUS

298

3.5 ADDITIVE FERTIGUNG DES FAHRRADVORBAUS

301

3.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK

303

3.7 DANKSAGUNG

303

3.8 LITERATUR

303

Hybrid structures for economic ultra lightweight end of arm tools (Doerffel)

305

1 Herausforderungen an die Greifertechnik bei Handhabung leichterVerarbeitungsgüter

305

2 Konzept der hybriden Ultraleichtbauweise

306

3 Vergleich mit konkurrierenden Leichtbautechnologien

309

4 Erste Anwendung im Labormaßstab

309

5 Komplexere industrielle Anwendung

312

6 Zusammenfassung und Ausblick

313

7 Literaturverzeichnis

314

Part 6: Trade Forum“Medical Technology“

315

Development of patient-specific orbital floor implants - results and perspectives (Rotsch et al.)

316

1 Kurzfassung

316

2 Short Abstract

316

3 Langfassung

317

3.1 Medizinische Problemstellung und Motivation

317

3.2 Lösungsweg

318

3.3 Ergebnisse und Perspektiven

320

Influence of the structural orientation on the mechanical properties of selectivelaser melted Ti6AL4V open-porous scaffold (Weißmann et al.)

323

1 Kurzfassung

323

2 Short Abstract

323

3 Langfassung | Full Abstract

324

3.1 Einleitung

324

3.2 Material und Methoden

325

3.3 Ergebnisse

327

3.4 Diskussion

330

3.5 Zusammenfassung

331

3.6 Literaturverzeichnis

332

Part 7: Trade Forum “Tools”

334

New solutions for cooling your tools– additive manufacturing with Hermle MPA technology (Derntl)

335

1 Kurzfassung

335

2 Short Abstract

335

3 Langfassung | Full Abstract

336

3.1 Generativ fertigen mit der Hermle MPA Technologie

336

3.2 MPA Technologie – Auftrag von Metallpulver im thermischen Spritzverfahren

336

3.3 Ein hybrides Maschinenkonzept für ein hybrides Fertigungsverfahren

338

3.4 Materialspektrum und Qualität der Gefüge

338

3.5 Das Fertigungsverfahren – Materialauftrag und Zerspanung geschicktkombiniert

339

3.6 Anwendungen der MPA Technologie

341

3.7 Hermle Maschinebau GmbH als Dienstleister

342

Robot based additive manufacturing process for the production of largecomplex parts (Felsch, Klaeger)

344

1 Kurzfassung

344

2 Short Abstract

344

3 Ausgangssituation

345

4 Stand der Forschung und Technik

346

4.1 Additive Verfahren

346

4.2 Roboter als Werkzeugmaschine

347

5 Lösungsansatz

347

5.1 Hybrides Fertigungsverfahren für Großbauteile

347

5.2 Neues Maschinenkonzept mit skalierbarer Systemarchitektur

348

5.3 Softwarepaket mit durchgängigem Datenfluss

349

6 Vorteile

350

7 Zusammenfassung / Ausblick

352

8 Literatur

352

Part 8: Trade Forum “Aviation”

353

Supporting the Decision Process in MRO Aerospace for an AM Integration (Deppe, Koch)

354

1 Kurzfassung

354

2 Short Abstract

354

3 Langfassung | Full Abstract

355

3.1 Additive Manufacturing und die Luftfahrtindustrie

355

3.2 MRO Prozesse und die Supply Chain

356

3.3 Produktionskostenkalkulation

357

3.4 Entscheidungsalternativen und -modell

358

3.5 Konfigurationsrelevante Subsysteme

359

3.6 Zusammenfassung

362

3.7 Anerkennung

362

3.8 Literaturverzeichnis

363

Part 9: Trade Forum“Automotive Industry”

365

Series-like product properties for automotive product development by additivetooling (Friedrich et al.)

366

1 Kurzfassung

366

2 Short Abstract

366

3 Langfassung | Full Abstract

367

3.1 Einleitung

367

3.2 Werkstoffe und Methoden

367

3.3 Ergebnisse und Diskussion

368

3.4 Zusammenfassung

371

4 Literaturverzeichnis

372

Improving Car Climate Control with SLS (Vetterli et al.)

374

1 Abstract

374

2 Introduction

374

2.1 Objective

375

3 Methods & Materials

376

3.1 Selective Laser Sintering (SLS)

376

3.2 Design Optimization

376

3.3 SLS Materials & Development

377

3.4 Surface characterization of AC box inserts

378

3.5 Test Cycles Measurements

378

4 Results & Discussion

378

5 Conclusion

382

6 Acknowledgments

382

7 References

383

Application-oriented usage of tool steels in 3D-Printing (Stache)

384

1 Langfassung | Full Abstract

384

Polymer-based Additive Manufacturing for E-Mobility Components (Triebes)

394

1 Kurzfassung

394

2 Short Abstract

394

3 Langfassung | Full Abstract (Kampker et al.)

395

4 Anhang

405

Joining and assembly manual as part of generic design guidelines in theautomobile industry (Fieger, Witt)

407

1. Einleitung und Zielsetzung

408

2. Stand der Technik

408

2.1 Konstruktionsrichtlinien für additive Verfahren

408

2.2 Fügen und Montieren im Automobilbau

409

3. Generische Konstruktionsrichtlinien

410

4. Laserstrahl- und Widerstandspunktschweißen

411

4.1 Versuchsaufbau und Vorversuche

411

4.2 Durchführung und Interpretation

412

5. Zusammenfassung und Ausblick

414

6. Literaturverzeichnis

415

Part 10: Trade Forum“Electronic Engineering”

417

3D Printed Electronics – Technology and Applications. (Hedges)

418

1 3D Printed Electronics – State of the Art.

418

2 Key Process Variables and Print Process Design.

419

3 Printed Functionality and Process Chain Configuration.

420

4 Summary.

426

 

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