RPT. a) Nennen Sie die verschiedenen Arten von Modelltypen und ihr Abstraktions- und Detaillierungsgrad, sowie die Funktionalitäten.

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1 Kapitel 1 Aufgabe 1 a) Nennen Sie die verschiedenen Arten von Modelltypen und ihr Abstraktions- und Detaillierungsgrad, sowie die Funktionalitäten. b) In welchem Stadium der Produktentwicklung wird welcher Modelltyp eingesetzt? Aufgabe 2 Welches sind die Anforderungen an neue Produktentwicklungsstrategien? Geben Sie Erläuterungen zu den einzelnen Punkten ab! Aufgabe 3 Erläutern Sie das Prinzip von Simultaneous Engineering und welche Rolle spielen dabei Rapid-Prototyping-Verfahren. 1

2 Kapitel 2 Aufgabe 1 Erläutern Sie die Begriffe und Zielsetzungen von: Rapid Prototyping Rapid Tooling Rapid Manufacturing und grenzen Sie die Begriffe gegeneinander ab. Aufgabe 2 Welches sind die Merkmale generativer Fertigungsverfahren und konventioneller Fertigungsverfahren und nennen Sie Beispiele? 2

3 Kapitel 3 Aufgabe 1 Nennen und beschreiben Sie die verschiedenen prinzipiellen Verfahrensarten zur Konturierung einer Schichtebene. Aufgabe 2 a) Erläutern Sie die Begriff Reverse Engineering und Flächenrückführung und beschreiben Sie die Vorgehensweise bei diesen Verfahren. b) Nennen Sie die Vor- und Nachteile berührender und nichtberührender Messverfahren. Aufgabe 3 Nennen Sie die generierenden und konturierenden Elemente einer Schicht. Geben Sie an, bei welchen Verfahren welches Element eingesetzt wird. Aufgabe 4 a) Beschreiben Sie die STL-Schnittstelle. (Idee, Vorgehensweise). b) Wie ist die zugehörige (ASCII-) Datei aufgebaut (Beispiel und Skizze)? c) Welche Fehler können bei der Umsetzung der Geometriedaten auftreten und geben Sie Beispiele für die Fehler an? 3

4 Aufgabe 5 Beschreiben Sie die STL- und SLC-Formulierung und nennen Sie die Vorteile der einzelnen Formulierungen. 4

5 Kapitel 4 Aufgabe 1 Klassifizieren Sie die Rapid Prototyping Verfahren nach dem Aggregatzustand und der Form des Ausgangsmaterials und des Art des Einbringens der Energie zur Generierung des RP-Teils. (Stellen Sie dies wenn möglich in einer Skizze/Tabelle dar.) Aufgabe 2 Welche Rapid-Prototyping-Verfahren generieren ein Modell aus der festen Phase und beschreiben Sie diese Verfahren kurz. Aufgabe 3 a) Nennen Sie die Vorteile von Lasern bei der Verwendung in Rapid- Prototyping-Anlagen, verglichen mit anderen Arten der Energieeinbringung. b) Machen Sie eine Skizze einer (Gauß schen) Strahlverteilung bei Lasern. Aufgabe 4 Neben den klassischen RP-Verfahren gibt es auch Varianten, die noch nicht in industrierelevante Maschinen umgesetzt sind. Erläutern Sie kurz die Verfahren: Holographic Interference Solidification Sonoluminiszens Elektroviskosität 5

6 Aufgabe 5 a) Beschreiben Sie das LASER-Chemical Vapor Deposition-Verfahren zum Abscheiden aus der Gasphase. b) Wo liegen die Anwendungsgebiete? c) Was ist der Unterschied zu anderen RP-Verfahren? 6

7 Kapitel 5 Aufgabe 1 Erklären Sie das Prinzip des Stereolithographie-Verfahrens und nennen Sie dessen Vor- und Nachteile. Aufgabe 2 1. Stellen Sie im Falle der Schichtgenerierung in der Stereolithographie in einer Skizze die Einwirkung des Laserstrahls auf die Harzoberfläche dar und zwar für: a) einen Einzelstrahlvoxel und b) einer Voxelstruktur. Zeichnen Sie die Geometrie des Laserstrahls, sowie die Größen Overcure, Schraffurabstand, Einhärtetiefe, und Schichtdicke in ihre Skizze ein. 2. Erläutern Sie in diesem Zusammenhang kurz die Begriffe: a. Einhärtetiefe (C d ) b. Optische Eindringtiefe (D p ) c. Kritische Flächenenergie (E c ) d. Überschussenergie (E x ). Aufgabe 3 Nennen und beschreiben Sie die verschiedenen Baustrategien bei der Stereolithographie zur Herstellung massiver Teile und machen Sie jeweils eine Skizze dazu. 7

8 Aufgabe 4 a) Was versteht man unter Recoating und nennen Sie die wichtigsten Recoatingparameter. b) Erläutern Sie die Funktionsweise von passiven Recoatern und aktiven Recoatern. Aufgabe 5 Beschreiben Sie das Prinzip des Solid Ground Curing-Verfahrens und erläutern Sie die Vor- und Nachteile. Aufgabe 6 a) Beschreiben Sie das Objet-Verfahren, insbesondere das Prinzip der Schichtgenerierung. b) Welche Arbeit ist beim Post-Processing zu erledigen? 8

9 Aufgabe 7 Erkläre Sie das Prinzip des Selective Laser Sintering, sowie die Fertigungsschritte für die Herstellung eines Bauteils und nennen Sie die Vor- und Nachteile des Verfahrens Aufgabe 8 a) Beschreiben Sie das Prinzip des Layer Laminate Manufacturing. b) Wie erfolgt die Konturierung einer Schicht? c) Welches sind die Vor- und Nachteile der Schichtverfahren? Aufgabe 9 Erläutern Sie das Prinzip des Fused Deposition Modelling-Verfahrens (FDM) und nennen Sie dessen Vor- und Nachteile. Aufgabe 10 Erklären Sie das 3D-Printing Verfahren, sowie die Fertigungsschritte für die Herstellung eines Bauteils und nennen Sie die Vor- und Nachteile des Verfahrens Aufgabe 11 Beschreiben Sie den Layer Milling Prozess (Schichtfräsen), sowie die Vor- und Nachteile. 9

10 Aufgabe 12 a) Was versteht man allgemein unter Postprocessing bei RP-Verfahren? b) Welche Tätigkeiten sind im Postprocessing der folgenden RP-Verfahren durchzuführen: - Stereolithographie - Laminated Object Manufacturing - Selektive Laser Sintering - 3D-Printing - Fused Deposition Modelling (FDM) Aufgabe 15 Welches sind die charakteristischen Eigenschaften der generativer Fertigungsverfahren im Vergleich zu konventioneller Fertigungsverfahren anhand der Kriterien: Werkstoffe Werkzeuge Modellaufbau Genauigkeiten 10

11 Kapitel 6 Aufgabe 1 a) Erläutern Sie das Verfahrensprinzip des Laser-Generierens. b) Welche Möglichkeiten der Pulverzufuhr (d.h. Düsenkonzepte) gibt es und beschreiben Sie diese? c) Wie kann man die gleichmäßige Qualität über die Bauhöhe beim Laser- Generieren gewährleisten? d) Nennen Sie Anwendungsgebiete des Laser-Generierens und begründen Sie, warum dieses Verfahren dem Selective Laser Sintering auf diesen Anwendungsgebieten überlegen ist. Aufgabe 2 a) Beschreiben Sie das Verfahren des Vakuumgießprozesses. b) Wodurch unterscheidet es sich vom Silikonabgussverfahren? c) Worin liegen die Vorteile des Vakuumgießverfahrens gegenüber dem Silikonabguss? Aufgabe 3 Bei der Betrachtung der Modellgenauigkeit unterscheidet man zwischen der Maschinengenauigkeit und der Prozessgenauigkeit. a) Welches sind die Haupteinflüsse für die beiden Genauigkeitsarten? b) Welche Prozessstufen muss man bei der Prozessgenauigkeit betrachten und was sind dort jeweils die Haupteinflussfaktoren. c) Wie und wo passt der Faktor Mensch in dieses Genauigkeitsschema? Erläutern Sie Ihre Aussagen so weit wie möglich! 11

12 Aufgabe 4 a) Was versteht man unter Folgeprozesse (bzw. Abformverfahren) und welche Bedeutung haben Sie im Rahmen der Produktentwicklung? b) Nennen Sie die verschiedenen Folgeprozesse für die Materialien Kunststoff und Metall. c) Welche RP-Verfahren sind für die jeweiligen Abformprozesse vorteilhaft zur Erstellung des Musterteils? Aufgabe 5 Eines der wichtigsten indirekten Verfahren zur Herstellung von Metallbauteilen ist das Feingussverfahren. Erläutern Sie die generativen Prozessschritte zum Erlangen eines Feingussbauteils. Aufgabe 6 Bewerten Sie qualitativ die Oberflächenrauhigkeit bei der Herstellung eines Objektes mittels Stereolithographie- und Sinterverfahren, für eine in der Bauebene liegende horizontale und eine senkrecht dazu liegende vertikale Fläche und geben Sie eine Begründung dafür an. horizontale Fläche vertikale Fläche 12

13 Aufgabe 7 a) Welche Ziele verfolgt die Anwendung von RP-Verfahren zur Herstellung von medizinischen Modellen? b) Nennen Sie die Charakteristika medizinischer Modelle. 13

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