Additive Fertigung von Metallbauteilen:
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- Maximilian Baumann
- vor 7 Jahren
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1 Additive Fertigung von Metallbauteilen: Prozesskette und Herausforderungen aus Sicht eines Dienstleisters EUROMOLD D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 1
2 Gliederung I. Unternehmensvorstellung II. Selektives Laserschmelzen III. Werkstoffe & mechanische Kennwerte IV. Prozesskette aus Sicht eines Dienstleisters V. Fallstudie Greifersystem VI. Fragerunde D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 2
3 I. Unternehmensvorstellung 3D-Laserdruck GbR Lembergstraße Reutlingen Tel.: (+49) Web: Gründung: März 2014 Mitarbeiter: 4 ap-systems GmbH 3D-Laserdruck GbR Wenz-Mechanik GmbH Leistungsspektrum: Workshops CAD-en Additive Fertigung von Metallbauteilen Thermische / mechanische Philipp Albrecht (B.Eng.) Sven Skerbis (B.Eng.) Technischer Vertrieb D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 3
4 II. Selektives Laserschmelzen Direktes Verfahren einstufiger Prozess metallische Serienmaterialien Vollständiges Aufschmelzen lokales Aufschmelzen von Metallpulver Gefüge mit 99,5 100 % Dichte Hohe Gestaltungsfreiheit schichtweiser Aufbau Complexity for free Erhöhung der Komplexität unabhängig von den produktionsbezogenen Kosten- und Zeitaufwand (Quelle: Ruhr Universität Bochum) D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 4
5 III. Werkstoffe & mechanische Kennwerte * Werkstoff Werkzeugstahl X3NiCoMoTi Edelstahl X2CrNiMo Titan TiAl6V4 Aluminium AlSi10Mg Zustand wärmebehandelt (490 C) Zugfestigkeit R m [MPa] Streckgrenze R p0,2 [MPa] Bruchdehnung A [%] Härte [HRC] wie gebaut >15 20 wie gebaut wie gebaut weitere verfügbare Werkstoffe: AlSi12, , CoCr, Inconel 718 / 625 *alle Angaben ohne Gewähr D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 5
6 IV. Prozesskette aus Sicht eines Dienstleisters Baujobvorbereitung Produktion Transfer Kalkulation Orientierung / Supportstruktur Rüsten Entnahme Bauprozess Machbarkeitsprüfung soptimierung Datenvorbereitung D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 6
7 V. Fallstudie Greifersystem - Ausgangssituation Ausgangssituation: Konventionelle Lösung: Anfrage: Greifersystem für automatisierte Fertigungslinie mit Roboterbeladung Anforderungen: Teilehandling über Vakuum-Sauggreifer Bauteilgewicht: 6x 150g Zugänglichkeit Spannsystem Ziele: Reduzierung der Zykluszeiten durch simultanes Bauteilhandling (Veränderte Darstellung) Kosten: Gewicht: 703 g Lieferzeit: 4-6 Wochen Komponenten: 19 Bauteile / 55 Kaufteile Kalkulation Orientierung / Supportstruktur Produktion Machbarkeitsprüfung D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 7
8 V. Fallstudie Greifersystem - Konzept Rahmenbedingungen: Zugänglichkeit an Spannvorrichtung Additiver Greifer Anschlussmaße an Roboterarm Bauteilgewicht: 6 x 150 g Hybridteil Lösung: Hybride Herstellung Integration der Druckluftleitungen Leichtbaustruktur Kalkulation Orientierung / Supportstruktur Produktion Machbarkeitsprüfung D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 8
9 V. Fallstudie Greifersystem Auslegung und Anwendungsoptimierung: Auslegung nach Lastfall Integration Druckluftkanal Fertigungsoptimierung: Funktionsintegration: FEM-Analyse: Auslegung Geometrien Reduzierung von Stützstrukturen Hybridkonzept Hybridkonzept: soptimierung: Aufmaße für Gewinde Zugänglichkeit zur Entfernung von Stützen Kalkulation Orientierung / Supportstruktur Produktion Machbarkeitsprüfung D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 9
10 V. Fallstudie Greifersystem Orientierung und Support Orientierung / Support Technisch Maßhaltigkeit Nicht entfernbare Stützen Überhänge < Wärmeabfuhr Anbindung an Bauplatte Anisotropie Wirtschaftlich Minimierung Herstelldauer Minimierung Bauraumauslastung Kalkulation Orientierung / Supportstruktur Produktion Machbarkeitsprüfung D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 10
11 V. Fallstudie Greifersystem Produktion und Nacharbeit Fertigungsparameter: Additive Lösung: AlSi10Mg 50 µm Schichtstärke 200 C Bauplattentemperatur saufwand: Entfernung Restpulver und Stützstruktur Strahlen der Oberfläche Gewinde schneiden für Saug-Greifer Kosten: 950 Gewicht: 210 g Lieferzeit: 4 AT Komponenten: 2 Bauteile / 7 Kaufteile Kalkulation Orientierung / Supportstruktur Produktion Machbarkeitsprüfung D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 11
12 V. Fallstudie Greifersystem Fazit Konventionell Additiv Stückpreis Bauteile 19 Bauteile / 55 KT 2 Bauteile / 7 Kaufteile Wiederbeschaffungszeit 4 6 Wochen 4 AT Gewicht 703 g 210 g D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 12
13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! VI. Fragerunde Philipp Albrecht (B.Eng.) Sven Skerbis (B.Eng.) Technischer Vertrieb Tel.: Tel.: D-Laserdruck GbR Lembergstraße Reutlingen Gemeinsam einen Beitrag zur industriellen Verbreitung additiver Fertigungsverfahren leisten. Web: D-LASERDRUCK - PHILIPP ALBRECHT & SVEN SKERBIS 13
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