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In dieser Bachelorarbeit werden die Auswirkungen des Füllungsgrades und der Struktur des Infills, der Schichtdicke und der Düsengröße auf die Bauteilstabilität von 3D-gedruckten Bauteilen analysiert.
Die Beurteilung der Belastbarkeit, in Abhängigkeit von den entsprechenden Parametern, erfolgt anhand der Auswertung von Messdaten, welche während der Zugprüfung, nach DIN EN ISO 527-1 und DIN EN ISO 527-2, von gedruckten Proben ermittelt wurden. Zusätzlich beschäftigt sich diese Arbeit mit dem Kostenfaktor im Druck und stellt somit die Wirtschaftlichkeit und Stabilität von Druckteilen in Anhängigkeit ihrer Geometrie gegenüber. Die gewonnen Ergebnisse aus den Analysen sollen als Richtwerte für die Einstellung und Einrichtung eines FDM-Druckers und der dazugehörigen Software dienen.
Mit Hilfe von Schädelimplantaten werden in der sogenannten Kranioplastik Fehlbildungen sowie durch Trauma oder Krankheit entstandene Schädeldefekte behandelt. Die derzeitige Entwicklung des Implantats basiert oftmals auf Spiegelung der unbeschädigten Schädelhälfte, was durch die Patienten im Nachhinein als negativ betrachtet wird. Andere Schädelimplantate werden gar erst im OP angepasst. Mittels eines patientenspezifisch, additiv hergestellten Implantats, basierend auf den umliegenden Schädelkrümmungen sollen diese Defizite beseitigt werden. Des Weiteren ist die Implantatentwicklung gegenwärtiger Systeme zu langwierig. Mittels einer Cloud-basierten Prozesskette soll die Abstimmung zwischen Konstrukteur, Fertiger und Chirurg verbessert sowie die Entwicklungszeit deutlich verkürzt werden.
Aktuell wird eine große Anzahl additiver Verfahren zum Druck von Leiterbahnen entwickelt. Dazu zählt auch der am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) entwickelte Rotationsdruckkopf für die Drahtablage. Mit diesem können reguläre Drähte auf im definierten Bahnen abgelegt werden. Aus vergleichbaren Verfahren [Saar2019] sowie den Erfahrungen am Institut sind Positionsabweichungen des Drahts in Bögen bekannt. Diese Arbeit stellt eine Strategie zur Korrektur dieser Abweichungen vor. Dazu wird der Einfluss des Drahts auf das Abkühlverhalten der Druckspur analysiert. Darauffolgend findet eine Optimierung der Druckparameter hinsichtlich Druckgeschwindigkeit, Drahtposition und Einbettung des Drahts statt. Die ermittelten Optima werden mit der Drahtablage ohne Korrektur verglichen. Die gesammelten Erkenntnisse werden zum Druck funktionsintegrativer Bauteile angewandt. Zur Analyse der Abkühlgeschwindigkeit wurden Temperatur-Zeit-Diagramm des Abkühlvorgangs einer Druckspur unter variierenden Druckparametern erstellt. Die Positionsbestimmung der 130 ausgewerteten Testkörper des Drahts fand durch eine CTDurchleuchtung statt. Über eine Bildauswertung wurden 99 Messpunkte entlang der Drahtbahn jeder Probe abgetastet. Es wurde beobachtet, dass die Drähte Wärmeenergie von der Düse in die Druckspur transportieren. Je größer der verlegte Draht, desto stärker war dieser Wärmetransport und desto langsamer die Abkühlung. Für die genutzten 0,2 mm Drähte konnte eine deutliche Verbesserung der Druckergebnisse durch die Korrektur festgestellt werden. Die 0,4 mm Drähte hingegen erzielten ohne Korrektur bessere Druckergebnisse. In der Anwendung der Drahtablage konnten mit der Korrektur Flexible Leitungsträger genauer gefertigt werden. In der Funktionsintegration eines Heizdrahts in einen Linsenhalter eins Teleskops konnte eine Verringerung der nötigen Leistung von 73% nachgewiesen werden. Durch diese Arbeit wurde die Prozesssicherheit und Effizienz der Drahtablage durch den Rotationsdruckkopf erhöht.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Optimierung der Konfiguration von Steuerung und Slicersoftware eines Hochgeschwindigkeitsrotatios-3D-Druckers. Dafür wird der Algorithmus dieser Slicersoftware erläutert. Besondere Aufmerksamkeit liegt auf den Paramenten, welche von Nutzer eingestellt werden. Diese werden mithilfe einfacher Geometrien optimiert. Die zu Grunde liegenden Testreihen sind ausführlich beschrieben. Zu der beschrieben Drucktechnologie sind Anwendungsmöglichkeiten aufgezählt. Der Druck einer orthopädischen Helmschale dient als Beweis des Potentials des neuartigen 3D-Druckers.
This study shows the potential for the make-or-buy theory in several scenarios – production, assembling and development. The evaluation of these possibilities is conducted, based on Bosch’s core competencies. A decision model is developed to support the decision making process. Based on these results, the serial production at RBAC in China is planned and suggestions for setting up the assembly line are given
Additive Fertigung, auch generische Fertigung oder 3D-Druck, ist eine der Schlüsseltechnologien der nächsten Jahre bzw. Jahrzehnte. Sie findet dort Anwendung, wo konventionelle Fertigungstechnologien an ihre Grenzen stoßen, wo nur kleine Stückzahlen oder kostenintensive Materialien benötigt werden. Diesem Thema widmet sich auch die Hochschule Mittweida seit vielen Jahren in Lehre und Forschung. Einen kurzen Überblick über die erzielten Forschungsergebnisse in den Bereichen Lasermikrosintern, Selective Laser (Micro) Melting, (Hochrate) Micro Cladding, Laserauftragschweißen, FDM-Druck (leitfähiger) Strukturen auf Textilien und Entwicklung eines Hochgeschwindigkeits-Rotationsdruckverfahrens soll dieser Beitrag geben.