How far can you imagine?

Transkript

1 How far can you imagine? Dr. Eric Klemp Möglichkeiten und Chancen additiver Fertigungsverfahren Dr.-Ing. Eric Klemp FORUM ZUKUNFTSVISION 3D-DRUCK Dr. Eric Klemp

2 Agenda Das DMRC Technologie Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp Agenda Das DMRC Technologie Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp

3 DMRC Direct Manufacturing Research Center Paderborn Berlin DMRC (start in 2009): 20 Wiss. Mitarbeiter (Vollzeit) 8 beteiligte Lehrstühle ~ 60 Studenten Dr. Eric Klemp Die Entstehung des DMRC Angebots -phase Endauswahl Inbetriebnahme Vertragsunterzeichung Vorauswahl Projektstarts 15 laufende Projekte Dez 07 März 08 Juni 08 Jan 09 Mai 09 heute Auswahlkriterien: Wissenschaftliche Expertise Erfahrung mit ähnlichen Forschungszentren Vision und Strategie Engagement für Wachstum Förderung Universität Paderborn: Expertise in allen DM-relevanten Gebieten Aktive Beteiligung Universitätsleitung / Land NRW DMRC als gemeinschaftliche Unternehmung Potentielle Industriepartner in naher Umgebung Dr. Eric Klemp

4 Struktur des DMRC Dr. Eric Klemp Im DMRC beteiligte Lehrstühle Dr. Eric Klemp

5 Partner und Projekte im DMRC The DMRC is a proactive collaboration of key technology stakeholders who have a common interest in advancing Additive Manufacturing technology into dependable, production rugged Direct Manufacturing technology (DM)! Dr. Eric Klemp Forschungsprojekte Technologiespezifische Polymer Fused Metal Projekte Laser Deposition Laser Sintering Modeling Melting Übergreifende Projekte Cross cutting topics Dr. Eric Klemp

6 Forschungsprojekte Übergreifende Projekte Konstruktionsrichtlinien Zukunftsforschung Strategieentwicklung Qualitätszirkel Kostenanalyse Dr. Eric Klemp Agenda Das DMRC Technologie Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp

7 Technologie CAD AM-Anlage Produkte individuell komplex Source: EOS, SLM Solutions, Stratasys schnell & günstig Source: EOS, SLM Solutions Dr. Eric Klemp Schichtbauverfahren Dr. Eric Klemp

8 Polymer Laser Sinter Verfahren Schichtinformationen Absenken der Bauplattform Auftragen einer Pulverschicht Aufheizen CAD Datensatz Scannen der Schichtinformationen mittels eines Lasers (Sinter Prozess) Fertiges Bauteil Dr. Eric Klemp Prinzip Laserstrahlschmelzen Dr. Eric Klemp

9 FDM Verfahren Prozessbeschreibung Schichtinformationen Erzeugung einer Schicht CAD Datensatz Absenken der Bauplattform Fertiges Bauteil Dr. Eric Klemp Agenda Das DMRC Technologie Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp

10 Evolution der Anwendungen Produktion Entwicklung Prototypen Designstudien Testteile (Form, Passung, Funktion) Werkzeuge für Montage Reparatur Produktion Reparatur & Service Ersatzteile on demand Teilereparatur Reverse Engineering Schulungsmaterial Kleinserien Komplexe Geometrien Integrierte Strukturen Integrierte Funktionalitäten Günstiger und schneller Individualisierte Teile Hochkomplexe Teile Dr. Eric Klemp Relevante Industrien Dr. Eric Klemp

11 Möglichkeiten & Chancen Anforderungen Chancen Beispiele Geringe Stückzahl Flexibilität Variantenvielfalt Komplexe Konstruktion Zusatznutzen Zusatzfunktionalitäten Zeitknappheit Designfreiheit Wirtschaftlichkeit Produktivität Customization Etc. Schwarmroboter Lüftungsbauteil Katapult Künstliche Hüftpfanne Produktschutz Dr. Eric Klemp Funktionsintegration Design Anwendung: Autonomer Roboter Problemstellungen: Bewegliche Plattform Messung der Drehbewegung Positionierung der Ladung (photoelektrischer Sensor) Aufnahme der Elektronik Einzelstücke/ Kleinserie Flexibilität Dr. Eric Klemp

12 Funktionsintegration Design Anwendung: Autonomer Roboter Flexibilität bei Sensoraufnahme Umsetzung neuer Ideen Zusätzliche Funktionalitäten Lösungen für konventionell-unmögliche Fertigung Referenz: RTM Dr. Eric Klemp Anwendung: Integrierte Ablaufwanne Dr. Eric Klemp

13 Zusatznutzen: Konstruktion: Isolierkanal Eigenschaften: Leichtbau Innenstrukturen Isolation folgt der Struktur Verbesserung mechanischer Eigenschaften Flexibilität Keine zusätzliche Montage Für LS und FDM Einschränkungen: Stützstrukturen (FDM) Verbleibendes Pulver (LS) Dr. Eric Klemp Zusatznutzen: Konstruktion: Isolierkanal Lösungen 10 Bauteile per Flugzeug Konstruktion für LS Nacharbeit Zusammenbau Isolation Gewicht Dr. Eric Klemp

14 Zusatznutzen: Beweglichkeit, Leichtbau, Federn Fakultät für Maschinenbau Lehrstuhl für Konstruktionsund Antriebstechnik Aufgabe: Design und Bau eines Katapults Einwöchige Seminararbeit Gruppen von fünf Studenten Design für additive Fertigung Fertigung: Laser-Sinter-System des DMRC Dr. Eric Klemp Fingerkatapult FDM / ULTEM Dr. Eric Klemp

15 Anwendung Gitter / partielle Verstärkung Dr. Eric Klemp Anwendung: Künstliches Hüftgelenk / Oberfläche Dr. Eric Klemp

16 Zusatznutzen Produktschutz Gewichtsreduktion von 515 g auf 305 g (40%) Originalblock wog ca. 16 kg 15,5 kg Abfall AM Materialgewicht = 720 g Kostenreduktion von auf 400 (60%) i Einzigartiges Design! Kopieren nur mit gleichem Verfahren, ABER nur mit Kenntnis der Prozess-/ Herstellparameter Dr. Eric Klemp Zusatznutzen: Kopierschutz / 3D Barcode Mögliches Feature: Barcode als Formschluss Dr. Eric Klemp

17 Anwendung Mode / Flexibilität / Personalisierung Dr. Eric Klemp Agenda Das DMRC Technologie Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp

18 Möglichkeiten & Chancen Anforderungen Chancen Beispiele Geringe Stückzahl Flexibilität Variantenvielfalt Komplexe Konstruktion Zusatznutzen Zusatzfunktionalitäten Zeitknappheit Designfreiheit Wirtschaftlichkeit Produktivität Customization Produktschutz Etc. How far can you imagine? Schwarmroboter Lüftungsbauteil Wasserpumpenrad Katapult Radträger Dr. Eric Klemp Vielen Dank! How far can you imagine? Dr. Eric Klemp

19 Opportunities and Barriers of Direct Manufacturing Technologies Thinking ahead the Future of Additive Manufacturing Analysis of Promising Industries, May 2011 Future Applications, March 2012 Innovation Roadmapping of Required Advancements, March 2013 Dr. Eric Klemp Jahresbericht DMRC 2013 Dr. Eric Klemp

20 Visit Dr. Eric Klemp Vielen Dank Dr.-Ing. Eric Klemp Direct Manufacturing Research Center Universität Paderborn Mersinweg Paderborn Fon: +49 (0) 5251 / Fax: +49 (0) 5251 / Mail: Eric.Klemp@dmrc.de Dr. Eric Klemp