3D-Drucken - Grundlagen und Anwendungen des Additive Manufacturing (AM)

3D-Drucken - Grundlagen und Anwendungen des Additive Manufacturing (AM)

 

 

 

von: Andreas Gebhardt, Julia Kessler, Laura Thurn

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2016

ISBN: 9783446448452

Sprache: Deutsch

234 Seiten, Download: 30382 KB

 
Format:  EPUB, PDF, auch als Online-Lesen

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3D-Drucken - Grundlagen und Anwendungen des Additive Manufacturing (AM)



  Vorwort 6  
  Danksagung 8  
  Über die Autoren 10  
  Inhaltsverzeichnis 14  
  1 Grundlagen der 3D-Druck-Technologie 18  
     1.1? Grundbegriffe und Definitionen 19  
        1.1.1? Additive Fertigungsverfahren 19  
        1.1.2? Prinzip der Schichtbauverfahren 20  
     1.2? Anwendungsebenen 23  
        1.2.1? Direkte Prozesse 25  
           1.2.1.1? Rapid Prototyping 25  
           1.2.1.2? Rapid Manufacturing 29  
           1.2.1.3? Rapid Tooling 31  
        1.2.2? Indirekte Prozesse 36  
           1.2.2.1? Indirect Prototyping 36  
           1.2.2.2? Indirect Tooling 39  
           1.2.2.3? Indirect Manufacturing 42  
     1.3? Maschinenklassen für die additive Fertigung 44  
        1.3.1? Generische Bezeichnung für AM-Maschinen 45  
        1.3.2? Maschinenklassen und Bauteileigenschaften 47  
     1.4? Schlussfolgerungen 48  
     1.5? Fragen 49  
  2 Additive Fertigungs­verfahren/3D-Drucken 52  
     2.1? Direkte additive Verfahren 52  
        2.1.1? Polymerisation 55  
           2.1.1.1? Laser-Stereolithographie (LS) 56  
           2.1.1.2? Polymerdruckverfahren und Thermojet-Drucken (Polymerjetting) 59  
           2.1.1.3? Digital Light Processing/Lampen-Masken-Verfahren 61  
           2.1.1.4? Mikro-Stereolithographie 62  
        2.1.2? Sintern und Schmelzen 62  
           2.1.2.1? Lasersintern/Selektives Lasersintern (LS – SLS) 63  
           2.1.2.2? Laserschmelzen/Selektives Laserschmelzen (SLM) 66  
           2.1.2.3? Elektronenstrahl-Schmelzen 68  
        2.1.3? Extrusion/Fused Layer Modeling 68  
        2.1.4? Pulver-Binder-Verfahren 72  
           2.1.4.1? 3D Printer – 3D Systems/Z-Corporation 72  
           2.1.4.2? Metall und Formsand Printer – ExOne 75  
           2.1.4.3? 3D-Drucksystem – Voxeljet 76  
        2.1.5? Layer Laminate Manufacturing (LLM) 77  
           2.1.5.1? Laminated Object Manufacturing (LOM) 77  
           2.1.5.2? Selective Deposition Lamination (SDL) 79  
           2.1.5.3? LLM Maschinen für Metallteile 80  
        2.1.6? Hybridverfahren 81  
           2.1.6.1? Metallpulverauftragsverfahren (MPA) 81  
           2.1.6.2? Direct Metal Deposition (DMD) 82  
           2.1.6.3? Extrudieren und Fräsen – Big Area Additive Manufacturing (BAAM) 83  
        2.1.7? Weitere Verfahren 84  
           2.1.7.1? Aerosolprinting 84  
           2.1.7.2? Bioplotter 86  
     2.2? Indirekte Verfahren – Folgeprozesse 86  
     2.3? Schlussfolgerung 88  
     2.4? Fragen 88  
  3 Die additive Prozess­kette und Maschinen für die Fertigung 92  
     3.1? Datenfluss und Prozessketten 92  
        3.1.1? Allgemeine AM-Prozesskette 92  
           3.1.1.1? Prozesskette Rapid Prototyping 94  
           3.1.1.2? Prozesskette Rapid Manufacturing 96  
        3.1.2? Datenstrukturen und Fehlerbehebung 97  
     3.2? Maschinen für die additive Fertigung 101  
        3.2.1? Personal Printer 102  
           3.2.1.1? Fabber – Do-it-yourself 103  
           3.2.1.2? Desktop Printer 105  
        3.2.2? Professional Printer 108  
        3.2.3? Production Printer 109  
        3.2.4? Industrial Printer 112  
     3.3? Schlussfolgerungen und Ausblick 115  
     3.4? Fragen 115  
  4 Anwendungen der additiven Fertigung 118  
     4.1? Automobilindustrie und Zulieferer 119  
        4.1.1? Automobilkomponenten – Interieur 119  
        4.1.2? Automobilkomponenten – Exterieur 122  
     4.2? Luftfahrtindustrie 124  
     4.3? Konsumgüter 126  
     4.4? Spielzeugindustrie 131  
     4.5? Kunst und Kunstgeschichte 133  
     4.6? Formenbau (Rapid Tooling) 136  
     4.7? Medizintechnik 138  
     4.8? Architektur und Landschaftsgestaltung 143  
     4.9? Verschiedene Anwendungen 148  
        4.9.1? Mathematische Funktionen 148  
        4.9.2? 3D-Dekorationsobjekte und Ornamente 149  
        4.9.3? Aerodynamische und Freiformobjekte 149  
     4.10? Schlussfolgerungen 151  
     4.11? Fragen 151  
  5 Perspektiven und Strategien additiver Fertigung 156  
     5.1? Potenziale additiver Herstellungsverfahren 156  
        5.1.1? Komplexe Geometrien 158  
        5.1.2? Integrierte Geometrie 160  
        5.1.3? Integrierte Funktionalität 162  
        5.1.4? Multi-Material-Bauteile und Gradientenmaterialien 168  
     5.2? Strategien additiver Herstellungsverfahren 172  
        5.2.1? Individualisierte Massenfertigung 173  
           5.2.1.1? Einzelstücke und Kleinserienproduktion 173  
           5.2.1.2? Individualisierung 174  
           5.2.1.3? Personalisierung 177  
        5.2.2? Persönliche Produktion 181  
        5.2.3? Verteilte individualisierte Produktion 183  
     5.3? Schlussfolgerungen 183  
     5.4? Fragen 184  
  6 Materialien und Konstruktion 188  
     6.1? Materialien 189  
        6.1.1? Anisotrope Eigenschaften 191  
        6.1.2? Isotrope Grundmaterialien 193  
           6.1.2.1? Kunststoffe 194  
           6.1.2.2? Metalle 198  
           6.1.2.3? Keramische Materialien 200  
           6.1.2.4? Kompositwerkstoffe 201  
           6.1.2.5? Weitere Materialien 202  
              6.1.2.5.1? Beton 202  
              6.1.2.5.2? Carbon 202  
              6.1.2.5.3? Lebensmittel 202  
        6.1.3? Individuell zugeschnittene (graded) Werkstoffe und?Kompositwerkstoffe 203  
     6.2? Konstruktion 204  
        6.2.1? Toleranzen – Vom digitalen Entwurf zum Objekt 205  
        6.2.2? Designfreiheit 205  
        6.2.3? Relative Passgenauigkeit 206  
        6.2.4? Flexible Bauteile, Gelenke, Clips 207  
        6.2.5? Lage und Positionierung der Bauteile im Bauraum 208  
        6.2.6? Bohrungen (Löcher), Spalte, Stifte und Wände 209  
     6.3? Auswahlkriterien und Prozessorganisation 212  
     6.4? Schlussfolgerungen und Ausblick 213  
     6.5? Fragen 214  
  7 Glossar: Begriffe und?Abkürzungen 216  
  8 Literatur 226  
  Stichwortverzeichnis 230  

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