Rpt - Skript 1

Front 1

Generativ

Back 1

Erzeugend

Front 2

Wozu dienen Generative Fertigungsverfahren
4

Back 2

schnelle Fertigung von:
• physikalische Muster
• Modellen & Prototypen
• Werkzeuge
• Endprodukte

Front 3

Prototyp
2

Back 3

• Versuchsmodell, Entwurfsmuster
• Erste physikalische Umsetzung eines späteren Produktes

Front 4

Rapid

Back 4

Schnell

Front 5

Rapiding
2

Back 5

• So genannte Verfahren können, müssen aber nicht generativ sein.
• Im Einzelfall technischen Ansatz prüfen.

Front 6

Rapid Technologien (Rapid-Verfahren)

Back 6

Alle Prozessketten zur Herstellung von Bauteilen mittels generativer Verfahren

Front 7

Rapid Prototyping (RP)
2

Back 7

• Generative Herstellung von Bauteilen mit eingeschränkter Funktionalität
• Einzelne Merkmale, wie Geometrie oder Haptik entsprechen dem Endprodukt
• Werkstoff kann, muss aber nicht demm Serienwerkstoff entsprechen
• Konstruktion kann, muss aber nicht fertigungsgerecht im Sinne der Serienfertigung sein

Front 8

Rapid Manufacturing
2

Back 8

• generative Herstellung von Endprodukten
• Eigenschaften, Konstruktion und Werkstoff entsprechen denen des Endprodukts

Front 9

Rapid Tooling

Back 9

Generative Methoden / Verfahren für Werkzeug und Formenbau

Front 10

Welche Stadien werden bei der Produktentwicklung unterscheiden
4

Back 10

• Konzeptmodell
• Geometrieprototyp
• Funktionsprototyp
• Technischer Prototyp
• Produkt - Serienteil

Front 11

Konzeptmodell
3

Back 11

• Solid Image
• Frühest mögliche physikalische Realisierung eines Produktdesigns oder Produktkonzepts
• Material, Funktion und Maßhaltigkeit entsprechen nicht den Produktanforderungen
• Es können Proportionalmodelle zum Einsatz kommen
• Anwendung: Überprüfung des ästhetischen Eindrucks im Anwendungsumfeld

Front 12

Geometrieprototyp
3

Back 12

• Beurteilung von Maß, Form und Lage
• Materialeigenschaften sind sekundär
• Anwendung: Überprüfung der Geometrie (z.B. Einbauuntersuchung)

Front 13

Funktionsprototyp
2

Back 13

• Bauteile, die bereits definierte Produktfunktionen des späteren Serienteils erfüllen
• Überprüfung zwischen einer und alles Funktionalitäten
• Form und Gestalt können vom späteren Produkt abweichen
• Anwendung: Überprügung von (Teil-) Funktionen

Front 14

Technischer Prototyp
2

Back 14

• Unterscheidet sich in den geforderten Eigenschaften nicht wesentlich vom späteren Serienteil
• Fertigung mit einem generativen Verfahren muss nicht dem Serienverfahren entsprechen
• Anwendung: Überprüfung des Bauteils in Versuch und Vorserie

Front 15

Produkt - Serienteil
2

Back 15

• Bestimmungsgemäß eingesetztes, marktfähiges Produkt
• Einsatz beim Übergang von Produktentwicklung zu Produktion
• Anwendung: Kleinserie, Rapid Manufacturing, individuelle Produkte

Front 16

Fertigungsablauf
Bild 2

Back 16

1 Datenaufbereitung: erzeugung des CAD-Modells und Export (z.B. STL-Format)
2 Datenvorbereitung: Auftrennung in übereinander liegende Schichten (Slicen)
3 Datenverarbeitung: Prozessvorbereitung & Parametereinstellung im Steuerrechner der Anlage (Materialauftrag, Belichtungsstärke etc.)
4 Fertigung der Bauteile mit geeigneter Rapid-Technologie
5 Nach der Fertigung folgen bei Bedarf: Säuberung, Nachhärtung, Becshichtung (Fixierung), mechanische Nachbearbeitung

Front 17

Kategorien von Prozessketten
3

Back 17

• Direkte Prozesse
• Direkte (mehrstufige) Prozesse
• Indirekte Prozesse

Front 18

Direkte Prozesse
3

Back 18

• Einstufiger Prozess
• Einsatzfähige Teile entstehen im gewünschten Werkstoff
• Ggf. Supportentfernung und Reinigung erforderlich

Front 19

Direkte Prozesse - Eigenschaften
2

Back 19

• Herstellung des gewünschten Bauteils auf Basis von 3D-CAD Daten *direkt* auf einem RP-System
• Größte Vorteile gegenüber konventionellen verfahren in Bezug auf Funktionsintegration, Kosten & Zeit
• Geeignet für Endprodukte (Serienprodukte)

Front 20

Direkte Prozesse - Anwendungsbeispiel
3

Back 20

• Getriebe aus PA12, Acrylharz
• Funktionsprototyp
• Nachbearbeitung: Reinigung durch Waschen, Ggf. Nachhärtung
• Merkmale: Funktionsabsicherung innerhalb kürzester Zeit

Front 21

Direkte (mehrstufige) Prozesse
4

Back 21

• Einsatzfähige Bauteile entstehen in mehreren Schritten
• Ggf. ein oder mehrere mechanische, chemische oder thermische Folgeprozesse nach generativer Fertigung
• Ziel: Bessere Oberflächengüte, Haptik oder mechanische Eigenschaften
• Anforderungen an die Nachbehandlung: Reproduzierbarkeit; möglichst einfache, kurze, automatisierbare Prozessschritte; minimaler Ausschuss

Front 22

Direkte (mehrstufige) Prozesse - Eigenschaften
3

Back 22

• Gefertigtes Bauteil (Grünteil) verfügt noch nicht über die gewünschten Eigenschaften
• Herstellung der geforderten Eigenschaften in nachgeschalteten Prozessschritten
• Vorteilhaft gegenüber alternativen Fertigungsverfahren bei sehr schneller, kostengünstiger Geometrieerstellung und bei geringem Aufwand der Nachfolgeschritte

Front 23

Direkte (mehrstufige) Prozesse - Anwendungsbeispiel
2

Back 23

• Bauteil: Gerüst aus Photopolymerharz gebaut mit SL
• Zwischenprodukt: offenporige Struktur mit geringen mechanischen Eigenschaften
• Folgeprozesse: Infiltration mit Keramik, Ausbrennen des organischen Harzes, Nachinfiltrieren mit Keramik, Brennen
• Endprodukt (Zellträger): Dichtes Keramikbauteil mit guten mechanischen Eigenschaften

Front 24

Indirekte Prozesse
2

Back 24

• Generativ gefertigte Bauteile entsprechen nicht den einsatzfähigen Bauteilen
• Dienen als Ersatz für Einrichtungen, Modelle oder Werkzeuge für nachfolgende Fertigungsverfahren, wie Erodieren, Umformen oder Gießen

Front 25

Indirekte Prozesse - Eigenschaften
2

Back 25

• Bauteil dient als Urmodell für andere Fertigungsprozesse
• Zeit- und Kostenvorteile durch: Entfall von Modellen oder Werkzeugen, Entfall von Montage oder Justage, Mit konventionellen Verfahren nicht fertigbaren Geometrien

Front 26

Indirekte Prozesse - Anwendungsbaeispiel
5

Back 26

• Bauteil: Verlorenes Urmodell aus Epoxidharz für Feinguss von metallischen Bauteilen
• Fertigung des Urmodells mittels SL
• Ggf. Nachbearbeitung des generativ gefertigten Urmodells
• Transfermodell: Fertigung der Feinguss-Form mit Urmodell als Kern, anschließenden Ausschmelzen
• Endprodukt: Guss-Bauteil mit aus dem Urmodell abgeleiteter Geometrie, Funktionale Bauteileigenschaften