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Andre Hirsch
Ein Beitrag zur Erarbeitung von Fertigungsrichtlinien für das Kunststoff Freiformen
Das Kunststoff Freiformen ist ein additives Fertigungsverfahren, mit dem dreidimensionale Bauteile durch schichtweises Auftragen feiner, geschmolzener Kunststofftropfen hergestellt werden können. Die parameteroffene Maschinensteuerung des zugehörigen Maschinensystems ermöglicht den Einsatz neuartiger und eigener Werkstoffe. Hierfür muss jedoch im Vorfeld eine Materialqualifizierung durchgeführt werden, bei der die verarbeitungsrelevanten Prozessparameter optimiert werden. Eine grundlegende Prozessparameteroptimierung kann ebenfalls sinnvoll sein, wenn spezifische Bauteileigenschaften erzielt werden sollen. Die Voraussetzung für derartige Optimierungen sind ein umfassendes Prozessverständnis und die Kenntnis über die jeweiligen Einflussfaktoren sowie deren Wirkprinzipien.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Fertigungsrandbedingungen analysiert, um darauf aufbauend ein grundlegendes Prozessverständnis zu entwickeln und Störgrößen zu identifizieren. Anschließend werden die mechanischen Bauteileigenschaften unter Berücksichtigung relevanter Einflussfaktoren untersucht und Optimierungsansätze aufgezeigt. Im Hinblick auf die geometrischen Bauteileigenschaften wird nach der Analyse des Schwindungsverhaltens eine optimierte Methode zur Bestimmung der Skalierungsfaktoren entwickelt, mit der eine höhere Maßhaltigkeit erreicht werden kann. Abschließend werden ein optimiertes Verfahren zur Durchführung der Materialqualifizierung und zusammenfassende Fertigungsrichtlinien zur gezielten Prozessparameteroptimierung eines Bauteils dargelegt.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Fertigungsrandbedingungen analysiert, um darauf aufbauend ein grundlegendes Prozessverständnis zu entwickeln und Störgrößen zu identifizieren. Anschließend werden die mechanischen Bauteileigenschaften unter Berücksichtigung relevanter Einflussfaktoren untersucht und Optimierungsansätze aufgezeigt. Im Hinblick auf die geometrischen Bauteileigenschaften wird nach der Analyse des Schwindungsverhaltens eine optimierte Methode zur Bestimmung der Skalierungsfaktoren entwickelt, mit der eine höhere Maßhaltigkeit erreicht werden kann. Abschließend werden ein optimiertes Verfahren zur Durchführung der Materialqualifizierung und zusammenfassende Fertigungsrichtlinien zur gezielten Prozessparameteroptimierung eines Bauteils dargelegt.
Schlagwörter: Additive Fertigung; Kunststoff Freiformen; Arburg Kunststoff Freiformen (AKF); Fertigungsrichtlinien
Forschungsberichte des Direct Manufacturing Research Centers
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rainer Koch, Prof. Dr.-Ing. habil. Hans Albert Richard, Prof. Dr. Hans-Joachim Schmid, Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner, Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster, Prof. Dr.-Ing. Detmar Zimmer, Prof. Dr.-Ing. habil. Mirko Schaper und Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer, Paderborn
Band 29
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DOI 10.2370/9783844094091
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