3D-Druck im Unternehmen - Entscheidungsmodelle, Best Practices und Anwendungsbeispiele. Am Beispiel Fused Layer Modeling (FLM)

Andreas Fischer, Stefan Gebauer, Evgeniy Khavkin

3D-Druck im Unternehmen

Entscheidungsmodelle, Best Practices und Anwendungsbeispiele. Am Beispiel Fused Layer Modeling (FLM)

2018

206 Seiten

Format: PDF, ePUB

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ISBN: 9783446441248

 

Inhalt

6

Vorwort

10

1 Einführung in die Additive Fertigungstechnologie

14

1.1 Entwicklung Additiver Fertigungsverfahren im Überblick

14

1.2 Einordnung der Verfahren Fused Deposition Modeling (FDM)/Fused Layer Modeling (FLM)

17

1.3 Gemeinsamkeiten und Unterschiede Additiver Fertigungsverfahren

20

1.3.1 Vergleichbare Parameter

20

1.3.2 Besonderheiten des FDM/FLM-Verfahrens

23

1.4 Der Produktentstehungsprozess bei Additiven Fertigungsverfahren

23

1.4.1 Vorteile gegenüber der konventionellen Produktentwicklung

23

1.4.2 Datenerstellung – von der CAD- zur STL-Datei

29

1.4.3 3D-Scanning – alternative Wege der Datenerzeugung

32

1.4.4 Reverse Engineering – vom Bauteilscan zum Objekt

34

1.4.5 Bauteilerstellung

35

1.4.6 Nachbearbeitung

39

1.5 Trends im 3D-Druck-Umfeld

42

1.5.1 Der 3D-Druck als disruptive Technologie

42

1.5.2 3D-Druck und Industrie 4.0

43

1.5.3 3D-Druck und personalisierte Produktion

44

1.5.4 3D-Druck und Nachhaltigkeit

47

2 Additive Prozesstechnologie

48

2.1 Fused Deposition Modeling (FDM)

48

2.1.1 FDM-Materialien

49

2.1.2 FDM-Anlagen (Label Stratasys) in der Übersicht

54

2.1.3 MakerBot

60

2.2 Fused Layer Modeling (FLM)-Systeme

62

2.3 Thermoplastische Stützmaterialien

69

2.3.1 Entfernung von Stützmaterialien bei FDM-Systemen

70

2.3.2 Entfernung von Stützmaterialien bei FLM-Systemen

72

2.4 Additive Fertigung von Faser-Kunststoff-Verbund-(FKV-)Bauteilen

81

2.4.1 Faser-Kunststoff-Verbund mittels SLS

81

2.4.2 Faser-Kunststoff-Verbund mittels FDM/FLM

82

2.5 Integration von Funktionen

86

2.6 Oberflächenbearbeitung von FDM-/FLM-gefertigten Bauteilen

90

2.6.1 Sandstrahlen

92

2.6.2 Gleitschleifen

93

2.6.3 PPSF-Nachbearbeitungstechnik

94

2.6.4 Finishing Touch Smoothing Station

95

2.7 Integration von Additiven Systemen in die Fertigung

97

2.7.1 Besonderheiten und Einsatzmöglichkeiten der Additiven Fertigung

97

2.7.2 Materialise – ein Beispiel einer Additive Manufacturing-Fabrik

99

3 3D-Druck als ergänzendes oder alternatives Fertigungsverfahren – Auswahlprozesse und Entscheidungsmodelle

106

3.1 Anwendungsfelder des 3D-Drucks

107

3.1.1 Rapid Prototyping – 3D-Druck in der Produktentwicklung

108

3.1.2 Rapid Tooling – 3D-Druck im Werkzeug- und Formenbau

111

3.1.3 Rapid Manufacturing – 3D-Druck in der Fertigung

115

3.1.4 Weitere Anwendungsfelder

126

3.1.5 Handlungsfelder der Additiven Fertigung

130

3.1.6 Typische 3D-Druck-Branchen

132

3.2 Die fertigungsgerechte Konstruktion – Besonderheiten beim Einsatz von 3D-Druck (Beispiel: FLM)

133

3.2.1 Mechanische Belastung

134

3.2.2 Qualität

135

3.2.3 Druckzeit und Materialverbrauch

138

3.2.4 Zusammenfassung

142

3.3 Rahmenbedingungen für die Einführung von 3D-Druck im Unternehmen

144

3.3.1 Die CAx-Kette

144

3.3.2 ERP und PPS

146

3.3.3 CRM und Co-Creation

147

3.3.4 Die Wertschöpfungskette – eine Potenzialanalyse

150

3.3.5 Qualitätssicherung (Simulation statt Prüfung)

151

3.4 Kosten und Nutzen

153

3.5 Der Auswahlprozess zur Einführung von 3D-Druck im Unternehmen (Beispiel: FLM)

155

3.5.1 Anforderungen ermitteln

155

3.5.2 Best Practise: Good Practise

162

3.5.3 Lessons learned

164

3.6 Zusammenfassung und Ausblick

165

4 Anwendungsbeispiele

170

4.1 Segway-Ersatzteile aus dem 3D-Drucker (Sewato)

170

4.2 Der Oktopus Sipho Aktuator (Fraunhofer IPA)

174

4.3 Clear Cast Integration – Lichtleiter-Integration in FDM-Bauteilen (Covestro AG und Fraunhofer IPA)

178

4.4 Hybrider Leichtbau-Industrie-Hocker (Volkswagen und Fraunhofer IPA)

182

4.5 Verbundwerkstoff-Bauteile durch verlorene FDM-Formen erzeugen (Stratasys)

185

4.6 FDM in der Luft- und Raumfahrt (Airbus und ULA)

189

4.7 Funktionales Werkzeuggehäuse (WS Engineering und Suhner)

192

4.8 Vorrichtungsbau mit FDM (BMW)

194

4.9 FDM-Fertigung bei der NASA

195

4.10 Mit FDM erzeugte iPhone-Halterung (Pedal Brain)

197

4.11 Über das Smartphone gesteuerte Schlösser (Kisi)

198

4.12 Additiver Fahrrad- und Brückenbau aus Metall (MX3D)

199

Stichwortverzeichnis

204

 

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