Expertengespräch 3 D Druck Technologie - ein Überblick -

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1 VDMA Expertengespräch 3 D Druck Technologie - ein Überblick - 1 Inhalt Das DMRC Additive Fertigungsverfahren Möglichkeiten und Chancen anhand von Beispielen 2 1

2 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)! 3 Inhalt Das DMRC Additive Fertigungsverfahren Möglichkeiten und Chancen anhand von Beispielen 4 2

3 Historie (... unvollständige eine Auswahl) 1985 Helisys Company Michael Feygin LOM D Systems Chuck Hull Stereolithografie 1988 Stratasys Company Scott Crump FDM 1989 EOS Dr. Hans Langer LS, DMLS 1990 F&S Dr. Matthias Fockele SLA Dr. Dieter Schwarze SLM 1994 Z-Corp Marina Hatsopoulos Z-Corp Walter Bornhorst 1998 ARCAM Ralf Larson EBM 1998 Objet Company und in den letzten 30 Jahren viele weitere Technologien und Firmengründungen 5 Einordnung Zustand Feststoff Pulver Flüssigkeit Material Kunststoffe Metalle Harze Energie Laser Schmelzen Elektrostrahl Prozesse Direkt Indirekt Support Anwendungen Rapid Prototyping 3D Drucken Additive Manufacturing Professionelle Systeme Home Anwendungen 6 3

4 Technologie CAD AM-Anlage Produkte individuell komplex Source: EOS, SLM Solutions, Stratasys schnell & günstig Source: EOS, SLM Solutions 7 Clip Konstruktion 8 4

5 FDM Verfahren Prozessbeschreibung Schichtinformationen Erzeugung einer Schicht CAD Datensatz Absenken der Bauplattform Fertiges Bauteil 9 Fused Deposition Modeling Baumaterial Stützmaterial FDM-Kopf Bauteil Auftragsdüsen Stützstruktur Bauplattform Plattform 10 5

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 11 Lasersintern CO 2 -Laser Scanner Infrarotheizung Vorratsbehälter Pulverbett Überlaufbehälter Bauteile Bauplattform Vorratsbehälter Beschichter Überlaufbehälter 12 6

7 Clip Lasersintern 13 Inhalt Das DMRC Additive Fertigungsverfahren Möglichkeiten und Chancen anhand von Beispielen 14 7

8 Industrielle Anwendungen- 1 Luft- und Raumfahrt Zahntechnik Prothetik/ Orthopädie Rüstungstechnik Werkzeugtechnik Implantate Automobilbau Medizintechnik Industrie 15 Industrielle Anwendungen - 2 Elektrotechnik Industrie Textilien Möbelindustrie Nahrungsmittel Sportausrüstung Spielzeug Schmuck Energietechnik 16 8

9 Möglichkeiten & Chancen Anforderungen Chancen Beispiele Geringe Stückzahl Flexibilität Variantenvielfalt Komplexe Konstruktion Zusatznutzen Zusatzfunktionalitäten Zeitknappheit Designfreiheit Wirtschaftlichkeit Produktivität Customization Etc. Schwarmroboter Lüftungsbauteil Wasserpumpenrad Katapult Anna Wilhelmi Wasserzeichen How far can you imagine? 17 Design Anwendung: Autonomer Roboter Problemstellungen: Bewegliche Plattform Messung der Drehbewegung Positionierung der Ladung (fotoelektrischer Sensor) Aufnahme der Elektronik Einzelstücke/ Kleinserie Flexibilität 18 9

10 Design Anwendung: Lüftungsbauteil Anforderungen: Geringe Stückzahl Konstruktion für AM Geringe Nacharbeit Zusammenbau Isolation Kein Werkzeug FR Material Gewichtseinsparung 19 Bauteil Wasserpumpenrad Randbedingungen: Salzwasser Aquaristik Große Oberfläche zur Entfernung von Verschmutzungen Kein Patent-Schutz -> Kopie zum ½ Preis Detaillösungen: Konstruktion für AM Dünne Wände / kleine Zellen Erhöhte Performance Größere Oberfläche - 3D design Keine Kopie als Spritzguss-Bauteil -> Verkaufszahlen steigen wieder deutlich 20 10

11 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 21 Anwendung Waffe vs. Hüftschale 22 11

12 Anwendung Kunst: Anna Wilhelmi 23 Anwendung Papier Ehemals PM III der Feldmühle AG 24 12

13 Walzenprägering 25 How far can you imagine? Vielen Dank! 26 13

14 Links

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