Beitrag zur Entwicklung generativer Fertigungs verfahren für das Rapid Manufacturing

Ähnliche Dokumente
Forschungsberichte. Beitrag zur Entwicklung generativer Fertigungsverfahren für das Rapid Manufacturing

Beitrag zur Entwicklung generativer Fertigungsverfahren für das Rapid Manufacturing

Lean Management in indirekten Unternehmensbereichen: Modellierung, Analyse und Bewertung von Verschwendung

Reihe: Finanzierung, Kapitalmarkt und Banken Band 39

1 Einleitung Definition zentraler Begriffe... 11

Makrem Kadachi. Kriterien für eine simulationskonforme Abbildung von Materialflusssystemen. Herbert Utz Verlag München

Konzeption und Evaluation eines Ansatzes zur Methodenintegration im Qualitätsmanagement

Florian Gierke. Kundenorientierung im E-Commerce-Prozess. Ein ereignisorientierter Ansatz

A Verlag im Internet

Berichte aus der Betriebswirtschaft. Thorsten Pflüger. Systematik der strategisch-taktischen Investitionsplanung für die Produktion

Inhaltsübersicht. Verzeichnisse


Verhandlungen im internationalen Vertrieb

Risikoorientiertes Lieferantenmanagement

Produktorientiertes Kostenmanagement in der chemischen Industrie

Jessica Naundorf. Kritische Analyse von. Employer Awards im Kontext. des Employer Branding

VORWORT DES HERAUSGEBERS VORWORT DES VERFASSERS INHALTSVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS TABELLENVERZEICHNIS ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1

Unternehmensverantwortung und Nachhaltigkeit

Planung und Steuerung der Post Merger-Integration

Programmplanung in gesättigten Märkten durch typspezifische Gestaltung früher Innovationsphasen

Abbildungsverzeichnis...VII. Tabellenverzeichnis...X. Abkürzungsverzeichnis...XII. 1 Einleitung Problemstellung und Motivation...

Lioba Markl-Hummel (Autor) Multikriterielle Entscheidungsunterstützung für kommunale Klimaschutzmaßnahmen

Materielle nichtmonetäre Anreize im Vertrieb

Simon Schulte Beerbühl (Autor) Herstellung von Ammoniak unter Berücksichtigung fluktuierender Elektrizitätspreise

Marken und Patente: Barwertorientierte Bewertung und empirische Analyse des Einflusses auf das systematische Unternehmensrisiko

Multivariate Lieferantenbewertung

Die Bilanzierung von merger of equais

Der Einsatz von Promotions als Mittel der Verkaufsförderung


Methodik für Erfassung und Bewertung. von emotionalem Kundenfeedback für variantenreiche virtuelle Produkte in immersiver Umgebung

Strategien für eine nachhaltige Lieferantentwicklung für die Beschaffung aus Emerging Markets

Alternative Finanzierungsinstrumente für Krankenhäuser

EQUITY CARVE OUT ALS DESINVESTITIONSINSTRUMENT ZUR STEIGERUNG DES UNTERNEHMENSWERTES

Holger Voss. Life Cycle Logistics. Der Weg zur produktlebenszyklusorientierten <«" Haupt Verlag Bern Stuttgart Wien

Shanna Appelhanz (Autor) Tracking & Tracing-Systeme in Wertschöpfungsnetzwerken für die industrielle stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe

Die Förderung von jungen und älteren. Potenzialträgern vor dem Hintergrund des. demographischen Wandels. Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades

Risikoverhalten privater Kapitalanleger

Redefinition der Wertschöpfungskette von Versicherungsunternehmen

Astrid Rohrs. Produktionsmanagement in Produktionsnetzwerken. PETER LANG Europäischer Verlag der Wissenschaften

Personalmanagement und Kreativität von Unternehmen

Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Michael Schefczyk

Männerpolitische Grundsatzabteilung. Vereinbarkeit von Familie und Beruf aus Männersicht

Schriftenreihe des Instituts für Unternehmungsplanung. Band 43


Initiative VDI und DVS

Tiederle. Einsatz der statistischen Versuchsplanung zur Optimierung des Drahtbond Prozesses in der Produktion

Ökonomische Bewertung elektronischer Transaktionssysteme

INTEGRIERTER PREISFINDUNGSPROZESS IM MASCHINENBAU

Berechnungsmethodik zur Beurteilung von mechatronischen Bauteilen unter großen Temperaturschwankungen

Ganzheitliche Analyse und Bewertung. von Strategie-Optionen. Controlling-gestützter Einsatz des Analytic Network Process im Strategischen Management

Wertorientierte Berichterstattung (Value Reporting) aus theoretischer und empirischer Perspektive

Balanced Scorecard und strategischer Planungsprozess

Reaktive Preispolitik in industriellen Kundenbeziehungen

Erbschaftsteuer im internationalen Vergleich

FRÜHWARNSYSTEME FÜR DAS STRATEGISCHE MANAGEMENT. Axel Niemeyer

Betriebslastenermittlung, Dimensionierung, strukturmechanische

Marken und Patente: Barwertorientierte Bewertung und empirische Analyse des Einflusses auf das systematische Unternehmensrisiko

Wertsteigerung durch Desinvestitionen

Hong Liu-Kiel (Autor) Mitarbeitermotivation in China und Deutschland Ein interkultureller Vergleich auf der Basis von Laborexperimenten

Anreizsysteme in jungen Unternehmen

Inhaltsverzeichnis. Geleitwort. Vorwort. Abbildungsverzeichnis. Tabellenverzeichnis. Abkürzungsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis. Abbildungsverzeichnis. Tabellenverzeichnis. Abkürzungsverzeichnis

Universität [C% München

Personalentwicklung im öffentlichen Dienst durch Aus- und Fortbildung

Ursachen latenter Steuern im Einzel- und Konzernabschluss nach IFRS vor dem Hintergrund des deutschen Bilanzsteuerrechts

Hierarchisch integrierte Produktionsplanung und -Steuerung

Wirkungsgrößen der Markenführung Entwicklung und empirische Prüfung eines verhaltenswissenschaftlichen Wirkungsmodells der Markenführung

Inhaltsverzeichnis. 11 Die Produktentstehung eines Handbremshebels Umfeldbetrachtung Wegweiser für das Buch 5

Eintluss der Unternehmenskultur auf Communities of Practice als Instrumente des Wissensmanagements

Wirtschaftliche und technische Bewertung additiv hergestellter Triebwerkskomponenten

FORSCHUNGSBERICHT DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN. Nr. 2533/ Fachgruppe Wirtschafts- und Sozialwissenschaften

Arbeitsgemeinschaft-Metallguss

Dipl.-Wirt.-Inf. Matthias Zapp

Die Health Claims Verordnung und die Konsequenzen für die Lebensmittelindustrie

Horizontale und vertikale Integration im Bereich der Leistungsverwertung

Strategisches Interaktives Direktmarketing in der Gebrauchsgüterindustrie

DIE BUSINESS SCHOOL DER ZUKUNFT IN DEUTSCHLAND

A TRAUN ER VERLAG. Wertsteigerung durch freiwillige Publizität? Wirtschafts- und Sozialwissenschaften

XII INHALTSVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS VIII TABELLENVERZEICHNIS ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY

Inhaltsverzeichnis. Geleitwort 1 Vorwort 3 Abkürzungsverzeichnis 5

Controlling und Management. Stefan Hübner. Qualität und Vertrauen als Determinanten des Wertbeitrags der Internen Revision. Nomos

Versicherungszyklen in der Schaden- und Unfallversicherung - Erklärungsansätze und Steuerungsmöglichkeiten

2 Theoretische Fundierung des Ambush Marketing

Agrar-Umweltpolitik in Polen nach dem EU-Beitritt: Bewertungs- und Gestaltungsansätze und Fallstudie für die Wojewodschaft Vorkarpaten

Inhaltsverzeichnis. Geleitwort... V. Vorwort... VII. Inhaltsverzeichnis... IX. Abbildungsverzeichnis... XIII. Tabellenverzeichnis...

XVII. Inhaltsverzeichnis. Anhangsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Symbolverzeichnis Variablenverzeichnis

Tabellenverzeichnis...11 Abbildungsverzeichnis...12 Abkürzungsverzeichnis Zusammenfassung Kapitel I Einleitung...21

Innovation und Nachhaltigkeit durch e-manufacturing

Zur Messung der Dienstleistungsqualität

Sortimentsgestaltung mit Deckungsbeiträgen im Einzelhandel

Ergonomie: Mensch - Produkt - Arbeit - Systeme. Band 12. Sylvia Hubalek. LuxBIick

Implizite Ausfallwahrscheinlichkeiten und deren Determinanten

Teil I: Grundlagen zur Integrierten Kommunikation und zur Zusammenarbeit mit Agenturen 3

Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Katharina Hölzle

I Einführung in die Forschungsproblematik Veränderungen in der Hochschullandschaft Erkenntnisinteresse und Aufbau der Arbeit 18

3 Darstellung der einzelnen Phasen des Risikomanagementprozesses und Analyse verschiedener Methoden und Instrumente im Risikomanagement

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek:

Ganzheitliche Integration themenspezifischer Managementsysteme

Kundenorientiertes Qualitätsmanagement in der Automobilindustrie

Immobilien im Wertschöpfungsprozess von Produktionsunternehmen

Transkript:

Forschungsberich te Band 187 Matthias Meindl Beitrag zur Entwicklung generativer Fertigungs verfahren für das Rapid Manufacturing herausgegeben von Prof. Dr.lng. Michael Zäh Prof. Dr.lng. Günther Reinhart Herbert Utz Verlag

Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Formelverzeichnis VII' XI 1 Einleitung 1 1.1 Ausgangssituation und Problemstellung..1 1.2 Zielsetzung der Arbeit 5 1.3 Vorgehensweise 5 2 Stand der Erkenntnisse zu generativen Fertigungsverfahren und deren Anwendungen 9 2.1 Vorgehensweise im Kapitel 9 2.2 Grundlagen 9 2.3 Verfahrensprinzip 11 2.3.1 Technologisches Grundprinzip 11 2.3.2 Arten der Werkstoffverfestigung 14 2.4 Anwendung generativer Fertigungsverfahren 16 2.4.1 Klassifizierung nach Bauteileigenschaften 16 2.4.2 Rapid Prototyping, Rapid Tooling und Rapid Manufacturing..18 2.4.3 Handlungsbedarf 22 2.5 Verfügbare generative Fertigungstechnologien 22 2.5.1 Allgemeines 22 2.5.2 Verfestigung durch chemische Aktivatoren - 3D Printing 23 2.5.3 Aufschmelzen und Erstarren.t...24

2.5.4 Lokales Sintern oder Schmelzen 26 2.5.5 Zusammenfassung und Handlungsbedarf 34 3 Phasenmodell zur Technologieentwicklung innerhalb des Rapid Manufacturing 37 3.1 Vorgehensweise im Kapitel 37 3.2 Konzeption eines Phasenmodells 37 3.3 Methoden für das Phasenmodell 40 3.4 Anwendung 43 3.4.1 Primäre Phase: Anforderungsanalyse für Rapid- Manufacturing-Verfahren 43 3 4.2 Sekundäre/Tertiäre Phase: Kinetische Modelle für das Indirekte Metall-Lasersintern 44 3.4.3 Primäre/Sekundäre Phase: Untersuchung und Bewertung von Einflussgrößen für das Elektronenstrahlsintern 45 3.5 Zusammenfassung 45 4 Anforderungen an Rapid-Manufacturing-Verfahren (Primäre Phase). 47 4.1 Vorgehensweise im Kapitel...47 4.2 Zielsetzung und Vorgehensweise der Anforderungsanalyse..47 4.3 Qualitätsanforderungen 48 4.4 Marktentwicklungen und daraus resultierende Anforderungen 49 4.5 Unternehmensspezifische Anforderungen an Fertigungsverfahren... 51 4.6 Unternehmensbefragung 53 4.7 Zusammenfassung 62

5 Kinetische Modelle für das Indirekte Metall-Lasersintern (Sekundäre/Tertiäre Phase) 65 5.1 Vorgehensweise im Kapitel 65 5.2 Ausgangssituation 65 5.3 Zielsetzung und Vorgehensweise 68 5.4 Analyse der thermischen Behandlung beim IMLS 68 5.5 Multivariate formalkinetische Analyse und Modellierung 71 5.5.1 Grundlagen der thermokinetischen Analyse 71 5.5.2 Kinetische Modelle 74 5.5.3 Formalkinetische Analyse und Modellierung 75 5.5.4 Vorgehensweise zur multivariaten formalkinetische Analyse und Modellierung (MFA) 78 5.6 Adaption der multivariaten formalkinetischen Analyse an das IMLS..79 5.6.1 Grundlagen 79 5.6.2 Untersuchungsobjekte 79 5.6.3 Experimente - Thermische Analyse ;...80 5.6.4 Modellfreie Analyse der TG-Messungen - Anwendung der Friedman-Analyse 81 5.6.5 Kinetische Modellierung 83 5.6.6 Optimierung des Binderausbrennens 86 5.6.7 Modellvalidierung 88 5.7 Technologische und wirtschaftliche Bewertung 92 5.7.1 Aufwand zur Kalibrierung des Ofenprozesses für neue Pulverwerkstoffe oder erweiterte Bauteildimensionen 92

5.7.2 Herstellung von Bauteilen - geometrieabhängige Untersuchungen 94 5.7.3 Nachbehandlung, Reparatur 94 5.7.4 Nutzen aus der Anwendung multivariater formalkinetischer Modelle 95 6 Untersuchung und Bewertung von Einflussgrößen für das Elektronenstrahlsintern (Primäre/Sekundäre Phase) 99 6.1 Vorgehensweise im Kapitel 99 6.2 Ausgangssituation 99 6.3 Zielsetzung 101 6.4 Vorgehensweise...101 6.4.1 Erfassen der Einflussgrößen 101 6.4.2 Methoden zur Untersuchung und Bewertung von Einflussgrößen... 103 6.5 Elektronenstrahlsintern (EBS) 106 6.5.1 Anlagentechnologie 106 6.5.2 Verfahrensprinzip 110 6.6 Detaillierte Analyse des EBS 112 6.6.1 Umfang der Analyse 112 6.6.2 Ermittlung von Einflussgrößen 112 6.6.3 Werkstoffe - Metallpulver 114 6.6.4 Energieeinkopplung des Elektronenstrahls in das Pulver 117 6.6.5 Belichtungsstrategien, 120 IV

6.7 Festlegung der Einfluss- und Zielgrößen für die Versuchsdurchführung 122 6.7.1 Einflussgrößen für die Versuchsdurchführung 122 6.7.2 Zielgrößen zur Beurteilung von Produktmerkmalen 124 6.7.3 Identifikation geeigneter Wertebereiche für Einflussgrößen... 128 6.8 Konzeption der Versuchsstrategie 130 6.8.1 Versuchsdurchführung, 130 6.8.2 Bewertung von Zielgrößen 135 6.8.3 Versuchsauswertung 136 6.9 Versuchsdurchführung und -auswertung...140 6.9.1 Versuchsmatrix 140 6.9.2 Durchführung von Experimenten ; 141 6.9.3 Versuchsauswertung bei Kupferpulver Cu-103 (Cu38Ni) 142 6.10 Verifikation 152 6.11 Technologische und wirtschaftliche Bewertung 155 7 Zusammenfassung und Ausblick 161 8 Literatur 167 9 Anhang 187 9.1 Der Qualitätsbegriff 187 9.2 Umfrage zu Einsatzpotenzialen generativer Fertigungsverfahren für die Serienfertigung 189 9.3 Vorgehensweise zur multivariaten formalkinetischen Analyse 193 9.3.1 Erfassung und grundlegende Interpretation von Messdaten.193 V

9.3.2 Modellfreie Schätzung der Aktivierungsenergie 194 9.3.3 Kinetische Modellierung 196 9.4 Kenndaten des verwendeten thermogravimetrischen Analysators.. 200 9.5 Signifikante Haupt- und Wechselwirkungseffekte beim EBS von Kupferpulver Cu-103 (Cu38Ni) 201 9.5.1 Zielgröße Adhäsion 201 9.5.2 Zielgröße Spur 203 9.5.3 Zielgröße Strahleindringtiefe 204 9.5.4 Zielgröße Versinterungsgrad 205 9.5.5 Zielgröße Schmelztropfen 206 9.5.6 Zielgröße Spritzen.208 VI