Industrieller 3D Druck Auf dem Weg zur Serienproduktion

Transkript

1 Industrieller 3D Druck Auf dem Weg zur Serienproduktion Stand der Technik: 3D Druck heute welche Verfahren gibt es und wozu werden sie eingesetzt? Überblick: Pulver-Binder-Verfahren Praxisbeispiele Ausblick: 3D Druck in 2020 Diskussion und Erfahrungsaustausch

2 Produktionsverfahren Subtraktive Verfahren Fräsen Bohren Drehen Formative Verfahren Schmieden Pressen Additive Verfahren Auftragsschweißung Kleben Schichtaufbau (3D-Druck)

3 Klassifikation additiver Verfahren Laser-basiert Stereolithography Selective laser sintering Electron beam melting Laminated Object Manufacturing Druckkopf-basiert Multijet Modeling Fused Deposition Modeling Powder based 3D- printing

4 Grundlagen: Druckkopf-basierte Verfahren MIT Patent 1989, Sachs et al. [SAC89]

5 Proceses & Companies Hype Cycle visibility Hypephase personal printers first SLS machine first FDM machine first large format printer by voxeljet first SLA machine first Ink-Jet based Printers from Z Corp and 3DS first continuous EOS Stratasys FDM was invented by Scott Crump 3D Systems Materialise 3DP was invented at the MIT Objet voxeljet SLS was invented at the UT Texas Arcam Rep Rap FDM was invented by Scott Crump Envisiontec Makerbot SLA invented by Chuck Hall Z Corp Concept Laser Helisys Peak of inflated expectation Industrial printers Trough of disillusionment printer by voxeljet ?

6 Kosten Einsatzmöglichkeiten Konventionelle Fertigung Additive Verfahren einfach mittel hoch Nicht konventionell herstellbar Komplexität

7 Einsatzmöglichkeiten Buildings RestorationsDecorative Elements Jewlery Architecture Interior Design Lamps Sculptures Art & Design Consumer goods Table ware Engineering Defense Aerospace 3D Druck Medical Implants Food Crowns and jackets Tools & Toys Hearing Aids Figures Organs Prothesis Merchandising Valves Frames Fashion Beef Candies Cakes?? Ducts Power train Automotive Gear Box Engine Block Dress Shoes Turbine blades?? Pipes Interior Design?? Wind tunnel parts Turbo Charger Chasis Formula 1 Pumps?? Manifold

8 Case Study voxeljet

9 Fallstudien PMMA: Modell (Feinguss) Produktionsunabhängige Designfreiheit Einfache Bauteiloptimierung und anpassung Steigerung der Leistungsfähigkeit oder Gewichtseinsparung Leichtbauweise am Beispiel einer Flugzeug- Sitzschnalle: Gewichtseinsparung von 87 g pro Teil, 74,2 kg pro A380 Dies entspricht 5 Millionen Euro über die 30-jährige Lebensdauer des Flugzeugs* [Abbildung: The SAVING project] *(Laut EADS werden durch eine Gewichtsreduktion von 1 kg jährlich Euro Treibstoff eingespart)

10 Sand: gedruckter Kern Gedruckter Sandkern Keine aufwändige Kernmontage Zeitersparnis bei Formerstellung und Nachbearbeitung Kostenersparnis um bis zu 75% bei Kleinserienproduktion

11 3D-Druck vs. konventionelle Fertigung Reduzierung der Teilezahl für höhere Genauigkeit und besseren Formaufbau Lieferung nach 5 Tagen im Vergleich zu 5 Wochen Geringere Kosten pro Stück für kleine und mittlere Losgrößen. Traditionelles Kernwegzeug. In einem Fertigungsschritt gedruckter Sandkern.

12 Sand: gedruckte Formen & Kerne 3D-gedruckte Form eines Zylinderkopfes für einen Schiffsdieselmotor. Reduzierung der Teilezahl von 19 auf 2 für höhere Genauigkeit und besseren Formaufbau

13 Reverse Engineering PMMA: Modell (Feinguss) PMMA-Modelle bis x 600 x 500 mm druckbar Werkzeuglose, kosteneffiziente und zeitsparende Produktion von Einzelstücken und kleineren Losgrößen für dünnwandige Bauteile

14 Herstellungskosten Ausblick Cost Savings 1 Grenzstückzahl Menge

15 Hypephase Gartner,

16 Vielen Dank Für Rückfragen gerne unter melden.