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1 Inhaltsverzeichnis 1 Additive Fertigung kurze Einführung Industrialisierung von AM Von den Prototypen zur industriellen Fertigung... 5 a) Funktionalität... 6 b) Werkstoffe... 6 c) Reproduzierbarkeit... 6 d) Prozess-Nachweis... 6 e) Kosten... 7 f) Durchgängige Prozesse... 8 g) Fertigungseinbindung Daten-Formate a) STL b) VRML c) 3MF/AMF d) PLM-Formate e) Drucker-Hersteller Produktentwicklung a) Funktionsgerecht konstruieren b) Restriktionen traditioneller Fertigung umgehen c) Funktionale Auslegung d) Bionisches Design Topologie-Optimierung a) CAD-Programme b) FEM-Programme c) Konstruktionsoptimierung (Adaption) d) Validieren Konstruktions-Check a) Wandstärken, Keile und Spaltmaße b) Inseln/Überhang c) Stütz-Strukturen d) Treppenstufeneffekt e) Hohlräume f) VDI-Richtlinien g) Konstruktions-Check vs. Fertigungs-Check XIII

2 Industrialisierung der Additiven Fertigung 3 Additive Fertigungsverfahren Übersicht Basis-Metalle a) Pulverbett-Schmelzen (Powderbed Fusion) b) Pulverauftrag-Verfahren c) Draht-basierter Auftrag d) Flüssig-Metall-Auftrag e) Hybrid Machining f) Aufbau-Raten und Genauigkeit Basis-Kunststoffe/Keramik a) Stereolithographie (Vat Photopolymerization) b) Material Extrusion c) Laser-Sintern (SLS) d) Binder Jetting e) Material Jetting f) Continuous Liquid Interface Production (CLIP) g) ARBURG Plastic Freeforming (APF) Herstellungsprozess Arbeitsvorbereitung (Pre-Processing) a) Printability Check b) Mehr-Achsen-Auftrag (Material Deposition) c) Ebenen-Auftrag (Pulverbett etc.) d) Serialisierung e) Fertigungssimulation Fertigung (Processing) a) Pulver-Management b) Aufbau-Prozess c) Prozess-Ende Nacharbeit (Post-Processing) a) Vorbereitung b) Wärmebehandlung c) Spanende Bearbeitung d) Oberflächen-Veredelung e) Kunststoff-Teile nachbearbeiten f) Qualitätssicherung Hybrid Machining XIV

3 5 Werkstoffe Einleitung Aktuelle Werkstoffe a) Photopolymere b) Filament-Werkstoffe c) Pulverförmige Werkstoffe Serienquantifizierung der Werkstoffe Sinnvoller Einsatz/Anwendungsfälle Produkt Neue oder verbesserte Funktionen Prozess a) Schneller und on demand b) Preiswerter c) Weniger Teile d) Halbzeuge e) Mass-Customization f) Reparatur Lebensdauer a) Leichter b) Haltbarkeit c) Verbesserte Zykluszeiten Nachhaltigkeit Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Grundsätzliches Methode zur Ermittlung der Herstellkosten von laseradditiv gefertigten Bauteilen a) Modellgestützte Betrachtung einer Prozesskette b) Eingangsgrößen Selektives Laserschmelzen (SLS, SLM) a) Pre-Processing b) Fertigung c) Nachbearbeitung von Rohbauteilen Laser-Auftragschweißen (LMD) a) Pre-Processing b) Fertigung des Bauteils c) Nachbearbeitung von Rohbauteilen Schlussbetrachtung XV

4 Industrialisierung der Additiven Fertigung 8 Industriezweige Luft- und Raumfahrt a) Flugzeugbau b) Raumfahrt Medizintechnik/Gesundheitswesen a) Einführung b) Anwendung am Körper c) Anwendung innerhalb des Körpers d) Weitere Anwendungen Automobil-Industrie a) Ersatzteile on demand b) Betriebsmittel c) Leichtere Fahrzeuge Maschinenbau a) Leichter bauen schneller bewegen b) Funktional entwickeln c) Effektivere Fertigung d) Ersatzteile Weitere Industriezweige a) Bauindustrie b) Schmuck Datensicherheit und Produktpiraterie Interne Sicherheit Externe Sicherheit Produktkennzeichnungen Rechtliche Aspekte a) Gestaltung von Verträgen und Urheberrecht b) Patent-, Marken- und Designschutz c) Zertifizierung externer Partner Sichere Prozesskette Additive Fertigung XVI

5 10 Trends in der Additiven Fertigung Technik a) Ausbildung b) Pre-Processing c) Fertigung/Processing d) Post-Processing Business a) Wachstum b) Patente SLS/SLM laufen aus c) Übergang zu einem Standard-Fertigungsverfahren Sicherheit Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis XVII