Fachtagung der Industrieplattform 3D-Druck am beim VDMA Additive Fertigungsverfahren

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1 Fachtagung der Industrieplattform 3D-Druck am beim VDMA Additive Fertigungsverfahren Quelle: Hannes Grobe/AWI Dr.Markus Rainer Gebhardt, Heering, VDMA VDMA

2 3D-Druck im VDMA 3D-Druck ist Maschinenbau-Thema Additive Manufacturing: ein Wachstumsmarkt Aktuelles Umsatzvolumen: 2,2 Mrd. U.S.Dollar (2012, lt. Wohlers) Wachstumsraten: rund 25 Prozent pro Jahr VDMA-Umfrage 3D-Druck 2014 Zwischenergebnis Viele Branchen im Maschinenbau sind betroffen Industrielle Nutzung im Fokus: Protoypenbau und Kleinserien-Produktion Kunststoff- und Metallbereich Informationsbedarf Konstruktionsempfehlungen / Verfahrensmerkmale / Anwendungsgebiete Forschungsbedarf Materialentwicklung Dr.Markus Rainer Gebhardt, Heering, VDMA VDMA

3 Fachtagung der Industrieplattform 3D-Druck am , Teil I Uhr Begrüßung & Einleitung Dr.Markus Heering, GF Druck-und Papiertechnik, VDMA, Frankfurt Dr.Helmut Rempp, FKM, Karlsruhe Uhr 3D-Druck in Entwicklung & Konstruktion Dr. Eric Klemp, DirectManufacturingResearchCenter, Paderborn Uhr Kaffeepause Uhr Leistungsmerkmale von Laser-Schmelz- Anlagen Dr.D.Schwarze, SLM Solutions GmbH, Lübeck Uhr Potenziale der Lasercusing-Methode K.Edelmann, Concept Laser GmbH, Lichtenfels Uhr Industrielle Anwendung additiv gefertigter Kunststoffkomponenten F. Schäflein, Stratasys GmbH, Rheinmünster Uhr Diskussionsrunde / Fragen Foto: VDMA Uhr Uhr Mittagspause & Ausstellung

4 Fachtagung der Industrieplattform 3D-Druck am , Teil II Uhr Neues additives Verfahren zur wirtschaftlichen Industrieproduktion Dr.Keßling, ARBURG GmbH + Co KG, Loßburg Uhr Anforderungen an den 3D-Druck aus der Sicht des Anwenders Dr.A.Wolf, robomotion GmbH, Leinfelden- Echterdingen Uhr Potentiale additiv-generativer Verfahren & deren Erschließung im Rahmen der Förderinitiative Zwanzig20 Dr.I.Dani, Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden Uhr Abschluss des Programms Ausstellung, Kaffee Foto: VDMA

5 Additive Manufacturing Verfahren für den 3D-Druck 3D-Druck Selektives Laser Sintern bzw. Schmelzen Thermischer 3D-Druck Polyjet Laminierverfahren Stereolithografie Januar 2014

6 Additive Manufacturing Verfahren für den 3D-Druck Bezeichnung Beschreibung Material Anwendung Thermischer 3D- Druck Heißes Material wird aufgespendet und härtet dann aus. Kunststoff (+Füllstoffe) Modelle, Prototypen, Konsumartikel Selektives Sintern bzw. Schmelzen Pulverschicht wird selektiv durch Wärmeeintrag (Laser, E-Beam) ver-/angeschmolzen und verbunden. Loses Material wird entfernt. Kunststoffe (SLS) bzw. Metall (SLM) Prototypen, Kleinserien, Teileaufbau, Reparatur 3D-Druck Kleber wird selektiv auf eine Materialschicht (z.b. Sand) aufgebracht. Loses Material wird entfernt. Quarzsand, Kunststoff, Metalle Modelle, Prototypen, Gussformen Laminierverfahren (Papier)bögen werden mit der gewünschten Form und Farbe aufeinander geklebt. Papier, Kunststoff Modelle, Gussformen Polyjet Materialtröpfchen werden aufgebracht und ausgehärtet (z.b.uv-strahlung) Kunststoff, Wachs Modelle, Prototypen, Gussformen Stereolithografie Digital Light Processing Fotopolymer wird durch gezielte UV-Strahlung zur gewünschten Bauteilgeometrie ausgehärtet. Kunststoff Fotopolymer Modelle, Prototypen Januar 2014

7 Thermischer 3D-Druck (1) fused deposit modeling Durch Wärme verflüssigter Kunststoff wird aufgetragen und härtet bei Abkühlung aus. Druckkopf Bauteil Stützmaterial Werkstoff

8 Selektives Sintern / Schmelzen (2) selective laser sintering / melting Pulverschichten ( µm) werden durch Wärmeeintrag (Laser, E-Beam) selektiv aufgeschmolzen. Laser Bauteil Pulver Pulvervorrat

9 3D-Druck (3) 3D-printing Materialverteilung (Quarzsand, Glas, Kunststoff) wird durch Bindemittelauftrag fixiert. Druckkopf Bauteil Pulver Pulvervorrat

10 Laminierverfahren (4) Laminated Object Manufacturing (LOM) Schichtaufbau aus ggf. farbig bedruckten Materialbögen (Papier, Kunststoff), die verklebt und zugeschnitten werden. Druck + Wärme Schnitttechnologie Bauteil Ausgangsmaterial: Rolle, Bogen mit/ohne Kleber

11 Fotopolymer Druck (5) Polyjet - Modeling Material-Spritzen, ähnlich wie beim Tintendrucker wird Material tröpfchenweise aufgebracht und ausgehärtet (Fotopolymer +UV-Strahlung) UV-Lampe Druckköpfe Werkstoff Stützmaterial Bauteil

12 Stereolitografie (6) Fotopolymer wird durch gezielte UV-Strahlung im Bad ausgehärtet. Laser Flüssiges Fotopolymer Bauteil

13 Additive Manufacturing Vielzahl von Verfahren und Verfahrensvarianten Anwendungsspezifisch materialabhängig Hersteller - Varianten Verfahren unterscheiden sich Geschwindigkeit Auflösung Werkstoffeigenschaften, Oberflächen Größe Kosten Chancen vielfältiger Anwendungen Herausforderungen in Forschung und Marktdurchdringung

14 Danke für die Aufmerksamkeit!

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