Prof. Dr. Roland Friedrich. Rapid Prototyping. Departement Maschinenbau und Produktion. Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 1

Transkript

1 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 1 Rapid Prototyping Departement Maschinenbau und Produktion

2 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 2 Vorwort: Wer zu früh an die Kosten denkt, tötet die Kreativität. Wer zu spät an die Kosten denkt, ruiniert sein Unternehmen. (Philip Rosenthal)

3 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 3 Einführung: 1987: Herstellung von dreidimensionalen Modellen direkt aus Computerdaten Aber der Einsatz dieser Prototypen als Funktionsmodelle war nicht möglich.

4 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 4 Was hatte man erreicht? Es genügte ein 3D-CAD-Programm und auf spezielle Werkzeuge, Formen oder Vorrichtungen konnte verzichtet werden. Diese schnellen Modellbauverfahren sind bekannt geworden unter dem Oberbegriff: Rapid Prototyping

5 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 5 Charakteristische Merkmale waren: Modelle hatten einen hohen Aufmerksamkeitswert Prozess war faszinierend Kosten waren hoch Technik kompliziert und teuer wirtschaftlicher Nutzen gering

6 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 6 Ende 1995 sind die Rapid Prototyping Verfahren zu effektiven Werkzeugen für die Beschleunigung und Verbesserung der Produktentwicklung geworden. Sie sind das geschwindigkeitsbestimmenden Element in der Produktentwicklungskette.

7 Chronologie : Vom Spielzeug für Techniker zum Schlüssel für die schelle Produktentwicklung : Vom Werkzeug für die schnelle Produktentwicklung zum Werkzeug für die schnelle Produktentstehung 2000 heute: Generative Verfahren für die individuelle Fertigung Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 7

8 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 8 losgrößenunabhängige Fertigung von kundenspezifischen Serien mit Einzelteilcharakter.

9 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 9 Ziel aller RP-Verfahren: Bauteil mit geometrischen Abmessungen und mechanisch-technologischen Eigenschaften des späteren Serienteils zu fertigen.

10 Inhaltsverzeichnis 1. Von der Produktentwicklung zum Rapid Product Development Neue Anforderungen neue Verfahren Rapid Prototyping Strategische Aspekte beim Einsatz von Prototypen Simultaneous Concurrent Engineering Modelle WS 2012/13 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 10

11 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite Einordnung und Begriffsbestimmung Systematik der Fertigungsverfahren Systematik der generativen Fertigungsverfaren Wie schnell ist Rapid? Zuordnung der generativen Fertigungstechnik zu den Phasen der Produktentstehung

12 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite Merkmale generativer Fertigungsverfahren Verfahrensgrundlagen Grundlagen der Generierung der Schichtinformation Grundlagen der Generierung des physikalischen Schichtenmodells

13 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 13 Klassifizierung generativer Fertigungsverfahren Zusammenfassende Betrachtung der theoretischen Potentiale der Rapid Prototyping Verfahren LASER-Prinzip und LASER für Rapid Prototyping

14 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite Industrielle Rapid Prototyping Systeme Rapid Prototyping Prozesskette Datenaufbereitung und Datenübertragung Prototyper

15 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 15 Rapid Prototyping Verfahren Stereolithographie (SL) LASER-Sintern (LS) Layer Laminate Manufacturing (LLM) Fused Layer Modeling (FLM) Three Dimensional Printing (3DP) LASER-Generieren

16 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 16 Konventionelle Prototypverfahren und Hybridverfahren Zusammenfassende Betrachtung der Rapid Prototyping Verfahren Folgeprozesse Zielwerkstoff Kunststoff Zielwerkstoff Metall

17 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite Rapid Tooling Prinzipielle Wege zu metallischen Werkz. Metallische Werkzeuge auf der Basis von Kunststoff RP-Modellen Metallische Werkzeuge auf der Basis von Kunststoff RP-Prozessen Metallische Werkzeuge auf der Basis von Metall RP-Prozessen Zusammenfassung, Ausblick

18 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite Zukünftige Rapid Prototyping Verfahren Ausgewählte Tendenzen der Werkstoffentwicklung Ausgewählte Tendenzen der Verfahrensentwicklung

19 6. Anwendungen Rapid Prototyping in der industriellen Produktentwicklung Rapid Tooling in der industriellen Produktentwicklung Rapid Prototyping zur Überprüfung von Rechenverfahren Rapid Prototyping in der Medizin Rapid Prototyping in Kunst, Archäologie und Architektur WS 2012/13 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 19

20 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite Aspekte zur Wirtschaftlichkeit Strategische Aspekte Operative Aspekte Service Make or buy?

21 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 21 Literaturverzeichnis [1]: Gebhardt, Andreas: Rapid Product Development, 3. Auflage (2007) Nachfolger von [1] [2]: Gebhardt, Andreas: Rapid Prototyping, 2. Auflage (2000) [3]: Wirth, Joachim: Rapid Modelling, 1. Auflage (2002) [4]: Bertsche, Bernd; Bullinger, Hans-Jörg: Entwicklung und Erprobung innovativer Produkte Rapid Prototyping, 1. Auflage (2007) [5]: Renner, Ronald; Kißling, Wolfram; Zaunseder, Barbara: Rapid Prototyping, 1. Auflage (2000) [6]: Pham, D.T.; Dimov, S.S.: Rapid Manufacturing, 1. Auflage (2001)

22 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 22 Vorstellung Name, Vorname : Friedrich, Roland Akademischer Grad : Diplom-Mathematiker (TU Karlsruhe) Akademischer Titel : Dr. Ing. (Maschinenbau) (HsBw Hamburg) : Industriepositionen (Carl Freudenberg, ITT Teves) Seit 1993 : Prof. an der FH Bielefeld Physik, CAE, Rapid Prototyp.

23 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 23 Die Veranstaltung Rapid Prototyping erstreckt sich über 1 Semester und umfasst: Vorlesung (2 SWS geblockt zu je einer Doppelstunde alle 14 Tage. Übungen / Praktikum (2 SWS)

24 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 24 Vorlesung (Dr. Friedrich) Die Vorlesung dient der zusammenhängenden Darstellung des Lehrstoffes, sowie dem Vermitteln von Fakten und Methoden. Es geht hier nicht um das Darstellen oder Lernen von Formeln, sondern von Verfahren und den physikalischen Grundlagen.

25 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 25 Übung / Praktikum (Dr. Gravel) Die Übung/Praktikum dient dem systematischen Anwenden des Lehrstoffes auf Beispiele und Verfahren aus der Praxis. Der Lehrende/Tutor führt in die Thematik ein, stellt Aufgaben und gibt Lösungshilfen.

26 Klausuren (Dr. Friedrich/Dr. Gravel) Am Ende der Veranstaltung finden so genannte Modulprüfungen statt, die sich über den Stoff des jeweiligen Semesters erstrecken. Zu der Klausur sind keine Hilfsmittel zugelassen und es geht hauptsächlich um die Beschreibung von Verfahren und Sachverhalten weniger um Berechnungen. Nähere Informationen werde ich Ihnen im Laufe des Semesters noch mitteilen. WS 2012/13 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 26

27 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 27 Die Vorbereitung zur Klausur sollten Sie wie folgt vornehmen: Vorlesungen nachbereiten, d.h. die Abhandlungen müssen klar sein; Übungsaufgaben durchlesen und vorbereiten; Übungsaufgaben nachbereiten, solange, bis diese selbständig komplett gelöst werden können.

28 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 28 Veranstaltungen: Donnerstags: 12:10 15:40 Uhr 12:10 13:10 Uhr: Wiederholung der letzten Stunde und 1. Vorlesung 13:10 13:25 Uhr: 1. Pause 13:25 14:25 Uhr: 2. Vorlesung 14:25 14:40 Uhr: 2. Pause 14:40 15:40 Uhr: 3. Vorlesung

29 Rapid Prototyping Kap. 0 Seite 29 Termine: