Additive Fertigungsverfahren - Additive Manufacturing und 3D-Drucken für Prototyping - Tooling - Produktion

Andreas Gebhardt

Additive Fertigungsverfahren

Additive Manufacturing und 3D-Drucken für Prototyping - Tooling - Produktion

2016

737 Seiten

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ISBN: 9783446445390

 

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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