Möglichkeiten und Chancen. Möglichkeiten und Chancen additiver Fertigungsverfahren. Dr.-Ing. Eric Klemp. 5. Ostwestfälischer Innovationskongress

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1 Möglichkeiten und Chancen additiver Fertigungsverfahren Dr.-Ing. Eric Klemp 5. Ostwestfälischer Innovationskongress Dr. Eric Klemp Agenda Die Entstehung des DMRC Die Technologie Forschung am DMRC Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp

2 Agenda Die Entstehung des DMRC Die Technologie Forschung am DMRC Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp DMRC Direct Manufacturing Research Center Paderborn Berlin DMRC (start-up in 2009): 17 Wiss. Mitarbeiter (Vollzeit) 8 beteiligte Lehrstühle ~60 Studenten Dr. Eric Klemp

3 Die Entstehung des DMRC Angebots -phase Endauswahl Inbetriebnahme Vertragsunterzeichung Vorauswahl Projektstarts 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 Struktur des DMRC Dr. Eric Klemp

4 Im DMRC beteiligte Lehrstühle Dr. Eric Klemp 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

5 Agenda Die Entstehung des DMRC Die Technologie Forschung am DMRC Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp Technologie CAD AM-Anlage Produkte individuell komplex Source: EOS, SLM Solutions, Stratasys schnell & günstig Source: EOS, SLM Solutions Dr. Eric Klemp

6 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 Lasersintern CO 2 -Laser Scanner Infrarotheizung Vorratsbehälter Pulverbett Überlaufbehälter Bauteile Bauplattform Vorratsbehälter Beschichter Überlaufbehälter Dr. Eric Klemp

7 Movie Lasersintern Dr. Eric Klemp Agenda Die Entstehung des DMRC Die Technologie Forschung am DMRC Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp

8 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 Forschungsprojekte Technologiespezifische Polymer Fused Metal Projekte Laser Deposition Laser Sintering Modeling Melting Übergreifende Projekte Cross cutting topics Dr. Eric Klemp

9 Forschungsprojekte Übergreifende Projekte Konstruktionsrichtlinien Zukunftsforschung Strategieentwicklung Qualitätszirkel Kostenanalyse Dr. Eric Klemp Dr. Eric Klemp Relevante Industrien

10 Agenda Die Entstehung des DMRC Die Technologie Forschung am DMRC Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp Bauteile im Vergleich CAD Entwurf LS Bauteil FDM Bauteil SLM Bauteil Source: DMRC Dr. Eric Klemp

11 Design Anwendung: Isolierkanal Isolation durch Innenstrukturen 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 Studentische Seminararbeit 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

12 Design Anwendung: Autonomer Roboter Problemstellungen: Bewegliche Plattform Messung der Drehbewegung Positionierung der Ladung (fotoelektrischer Sensor) Aufnahme der Elektronik Einzelstücke/ Kleinserie Flexibilität Dr. Eric Klemp Dr. Eric Klemp

13 Bauteil Wasserpumpenrad Startbedingungen: Salzwasser Aquaristik Große Oberfläche zur Entfernung von Verschmutzungen Kein Patent-Schutz -> Kopie zum ½ Preis Detaillösungen: Konstruktion für AM Dünne Wände / kleine Zellen Bessere Performance Größere Oberfläche - 3D design Kein Spritzguss Bauteil -> Verkaufszahlen steigen wieder deutlich Dr. Eric Klemp Anwendung: Künstliches Hüftgelenk Dr. Eric Klemp

14 Anwendung Kunst: Anna Wilhelmi Dr. Eric Klemp Nachhaltigkeitsmaßnahme Prävention gegen Produktpiraterie Dr. Eric Klemp

15 Gewichtsoptimierung/Kopierschutz durch geeignetes Herstellungsverfahren 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 Agenda Die Entstehung des DMRC Die Technologie Forschung am DMRC Möglichkeiten und Chancen Zusammenfassung / Ausblick Dr. Eric Klemp

16 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

17 Visit Dr. Eric Klemp Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr.-Ing. Eric Klemp Direct Manufacturing Research Center Universität Paderborn Mersinweg Paderborn Fon: +49 (0) 5251 / Fax: +49 (0) 5251 / Mail: Dr. Eric Klemp

How far can you imagine?

How far can you imagine? How far can you imagine? www.dmrc.de Dr. Eric Klemp - 03.12.2013 1 Möglichkeiten und Chancen additiver Fertigungsverfahren Dr.-Ing. Eric Klemp FORUM ZUKUNFTSVISION 3D-DRUCK Dr. Eric Klemp - 03.12.2013

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