In diesem Kapitel werden wir uns mit der Prozesskette des 3D-Drucks beschäftigen. Was wird benötigt und worauf muss ich achten, um am Ende ein 3D-gedrucktes Bauteil von guter Qualität in den Händen zu halten? Aus den zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Drucks kristallisierten sich drei große Anwendungsebenen heraus: Alle drei Anwendungsebenen weisen im Detail unterschiedliche Prozessketten auf. Diese werden auf einer weiteren Seite separat und ausführlich erläutert. Im Großen und Ganzen lässt sich eine allgemeine Prozesskette für den 3D-Druck wie folgt darstellen: Vorbereitung (Pre-processing) 1. Anforderungen an industrielle additive Prozessketten. Druckdaten erstellen/importieren Um ein Modell mit dem 3D-Drucker zu erzeugen, brauchst Du zuerst die digitale Vorlage. Diese stellt das physische Objekt in digitaler Form dar. So wie du beim 2D Druck eine Bildvorlage oder Textdatei zum Ausdrucken benötigst, wird beim 3D-Druck ein entsprechendes dreidimensionales Modell die Grundlage gebraucht. 3D-Modell mithilfe eines CAD-Programms erstellt Du kannst dieses 3D-Modell mithilfe eines Programms (CAD) konstruieren oder zur Digitalisierung des Originalobjektes einen 3D-Scanner einsetzen.
Hierzu setzen wir auf leistungsstarke FEM- und CFD-Software - diese ist vollumfänglich in Siemens integriert. Durch den Einsatz von Verzugssimulationssoftware, der Kompensation von Bauteilen, kombiniert mit der langjährigen Expertise unserer Mitarbeiter, setzen wir das First-Time-Right-Konzept erfolgreich um. 02 Werkstoffanalyse Unser hauseigenes Mess- und Prüflabor gewährleistet präzise Antworten für sichere Bauteilqualität. Beginnend bei der Materialeingangsprüfung über prozessbegleitende Analysen wie Dichteermittlung, Gefügeanalyse und mechanische Eigenschaften bis hin zur vollumfänglichen Berichtserstellung. 03 Additive Fertigung – L-PBF und LMD Wir verfügen über eine Vielzahl von Pulverbettanlagen, unter anderem eine Maschine für die Verarbeitung von Kupfer mittels grünem Laser. Additive Fertigung in der zerspanenden Prozesskette | MY FACTORY. Eine LMD-Anlage (Pulverdüse) ergänzt diesen innovativen Maschinenpark und ermöglicht zusätzliche Anwendungsgebiete wie z. B. Beschichten, Reparatur, Fügen und Auftragen auf bestehende Bauteile. 04 Wärmebehandlung Um Spannungen im Bauteil abzubauen (Spannungsarmglühen / Lösungsglühen) und die gewünschten Werkstoffeigenschaften (mechanische Eigenschaften, Härte, Gefüge) einzustellen, erfolgt eine Wärmebehandlung - je nach Anforderung im Kammer-, Umluft- oder Vakuumofen.
Im Rahmen des Projektes werden dabei Prozesse mit Auftragsraten im Bereich von 1 bis 2 kg/h bei hoher geometrischer Auflösung entwickelt. Flexibilität und eine einfache Zugänglichkeit im für ein additives Verfahren sehr großen Bauraum war dem Projektteam wichtig. Dafür sorgt ein Kuka-Roboter. Der große Bauraum ist nötig, denn in dem Projekt geht es um Bauteile bis 1, 2 t Gewicht und einem Durchmesser von 2 m. "Wir können in der Versuchsanlage mithilfe von acht Achsen ein fast beliebig komplexes Bauteil von allen Seiten bearbeiten. Die Anlagentechnik lässt sich dabei mit Robotern erstaunlich preiswert realisieren", so Bremer. Die Aufgabenteilung der Projektpartner beim der Entwicklung der Zelle ist klar definiert: Der Geschäftsbereich Lasertec von Kuka übernimmt die Projektleitung und Zellintegration des Roboters, während sich Laserline um die Auslegung und Entwicklung von Strahlquelle und Optik kümmert. Durchgängige Prozesskette für Additive Fertigung. M. Braun Inertgas-Systeme ist für den Bau einer Schutzgaszelle zuständig, während BCT Steuerungs- und DV-Systeme Software und anlagenintegrierte Messtechnik entwickelt.
Hierdurch können individuelle Polymerbauteile mit integrierter Sensorik und Aktorik prozess- und ressourceneffizient gefertigt werden. Wir unterstützen Sie vom Design über die Materialauswahl bis zur additiven Fertigung der smarten Polymerbauteile. Potentialanalyse und Implementierung Sie wollen die additive Fertigung optimal in Ihre Unternehmensstruktur integrieren? Wir unterstützen Sie bei einem nutzenoptimierten Einsatz. Hierbei spielt der ganzheitliche Blick unter Berücksichtigung einer geeigneten Implementierung in das Auftrags-, Produktions- und Wissensmanagement eine übergeordnete Rolle. Bauteildigitalisierung und Reverse Engineering Das Reverse Engineering bietet eine effiziente Möglichkeit der Erzeugung eines digitalen Models für Bauteile von denen keine 3D-Konstruktionsdaten verfügbar sind. Wir unterstützen Sie vom 3D-Scan und der Flächenrückführung über die konstruktive Anpassung bis zur (additiven) Fertigung von Musterbauteilen. Qualitätssicherung in der additiven Fertigung Die Robustheit und Stabilität der additiven Prozessketten entsprechen häufig nicht den industriellen Anforderungen, was zu mangelnder Bauteilqualität und Reproduzierbarkeit führt.
Hier sollte im besten Fall eine dokumentierte Freigabe erfolgen. Durchführung einer Bauraum-Qualifizierung – hierdurch wird ersichtlich, wo und in welcher Orientierung die besten und schlechtesten Ergebnisse (z. B. der mechanischen Kennwerte) im Bauraum erzielt werden. Dies ist wichtig, damit bei entsprechenden Kundenforderungen die Ergebnisse sicher eingehalten werden können. Marktforschung Zum Stand des industriellen 3D-Drucks Wir haben den Realitätscheck gemacht und 560 Anwender aus unterschiedlichen Branchen gefragt. Die Auswertung der Ergebnisse hat unsere Thesen bestätigt, uns aber auch überrascht. Alle Ergebnisse haben wir in einem Whitepaper für Sie zusammengefasst.
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