Additive Fertigung

Wertschöpfungskette der additiven Fertigung

Wertschöpfungskette der additiven Fertigung

Entwicklung einer KMU-spezifischen Wertschöpfungskette für additiv gefertigte Endbauteile aus Metall
Tim Niklas Mai, Martin Brylowski, Ayman Nagi, Wolfgang Kersten ORCID Icon
Additive Fertigungsverfahren ermöglichen durch das schichtweise Auftragsprinzip die wirtschaftliche Herstellung komplexer Bauteile in geringen Stückzahlen und gewinnen in der Industrie zunehmend an Bedeutung. Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) pro tieren von dem hohen Individualisierungspotenzial und können neue Geschäftsmodelle erschließen. Dem ächendeckenden Einsatz additiver Verfahren stehen allerdings hohe Fertigungskosten und technologische Herausforderungen gegenüber. Die Forschung konzentriert sich derweil auf die singuläre Optimierung einzelner Prozessschritte der additiven Fertigung und bietet für KMU keine ausreichende Hilfestellung. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich der vorliegende Beitrag mit der Entwicklung einer verfahrensübergreifenden Wertschöpfungskette der additiven Fertigung für KMU. Auf Basis einer systematischen Analyse wissenschaftlicher Literatur wurden relevante Fertigungsverfahren untersucht und eine verfahrensübergreifende ...
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 3 | Seite 25-30 | DOI 10.30844/I40M_22-3_25-30
Bausteine für ein 3D-Druck-basiertes Servicenetzwerk

Bausteine für ein 3D-Druck-basiertes Servicenetzwerk

Britta Wortmann, David Kiklhorn, Andreas Witte, Daniel Klima
Die additive Fertigungstechnologie hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt und rückt verstärkt mehr denn je in das Interesse der Industrie [1, 2]. Individualisierte Produkte lassen sich in kleinen Losgrößen bei höchster Bauteilflexibilität herstellen [3, 4]. In dem breiten Angebot an leistungsfähigen Anlagen, der Vielfalt gut entwickelter Verfahren und dem zunehmenden Spektrum an nutzbaren Materialien liegen große technologische und wirtschaftliche Potenziale. Damit tragen 3D-Druck-Prozesse auch maßgeblich zur Veränderung zukünftiger Wertschöpfungsmuster bei [4].
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 5 | Seite 57-60
Funktionsintegration im Fahrzeuginterieur durch 3D-Druck

Funktionsintegration im Fahrzeuginterieur durch 3D-Druck

Raimund Kreis ORCID Icon, Norbert Babel, Benedikt Markgraf
Die Möglichkeiten, die sich uns durch den Einsatz der Additiven Fertigung erschließen sind beinahe unbeschränkt. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der Herstellung nachgiebiger, individualisierter Interieurkomponenten für Fahrzeuge mittels Additiver Fertigungsmethoden bei Verwendung sogenannter Thermoplastischer Elastomere auf Urethanbasis oder kurz TPU [1, 2]. Eine Einsatzmöglichkeit sind hochpreisige Fahrzeuge bei denen ein hoher Individualisierungsgrad gefordert wird und die Herstellung einer Form zum Aufschäumen dieser individualisierten Interieur-Kunststoffteile, aufgrund der niedrigen Stückzahlen, mit hohen Kosten verbunden ist [3-5].
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 4 | Seite 41-45
Bewertung und Steuerung von Beschaffungsrisiken

Bewertung und Steuerung von Beschaffungsrisiken

Effekt durch Nutzung additiver Fertigung
Matthias M. Meyer, Andreas H. Glas ORCID Icon, Michael Eßig ORCID Icon
Beschaffung hat grundsätzlich die Aufgabe, einer Organisation ihre benötigten, aber nicht selbst hergestellte Güter zur Verfügung zu stellen. Durch den Zusammenbruch globaler Lieferketten im Zuge der SARS-COV2-Pandemie wurde die Beschaffung bei der Bewältigung dieser Aufgabe vor große Herausforderungen gestellt. Eigentlich gut verfügbare Güter wurden zu versorgungskritischen Engpässen. Dabei zeigte sich, dass additive Fertigung diese Engpässe abmildern kann. So wurden u. a. medizinische Ersatzteile mittels additiver Fertigung produziert. Dieser Beitrag untersucht, wie additive Fertigung das Beschaffungsrisiko von Sachgütern verändert bzw. verändern kann. Anhand einer Befragung wird ein Vergleich zwischen traditionellem und additivem Bezug vorgenommen. Das Ergebnis ist eine kombinierte Beschaffungsstrategie, welche das Verfügbarkeitsrisiko kritischer Güter optimiert.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 2 | Seite 61-65
Maschinendatenanalyse zur Identifikation von Defiziten

Maschinendatenanalyse zur Identifikation von Defiziten

Verwendung des Gradient-Boosting-Verfahrens zur Datenanalyse am Beispiel der additiven Fertigung
Marc Rusch, Holger Wemmer
Die Analyse von Maschinendaten bietet viele Potenziale für produzierende Unternehmen. Sie ermöglicht beispielsweise die Identifikation und Prognose von Defiziten in den Prozessabläufen der industriellen Fertigung. Am Beispiel der additiven Fertigung wird in diesem Beitrag ein praxisorientiertes Vorgehen präsentiert, mit dem Unternehmen eine solche Analyse zielorientiert umsetzen können. Dabei wird der Fokus beispielhaft auf einen kritischen Fehler gelegt, der im Druckprozess auftreten kann: der Leckage-Fehler (unbeabsichtigter Austritt von Schutzgas). Auf Basis eines speziellen Gradient-Boosting-Verfahrens wird dargestellt, wie der Leckage-Fehler identifiziert und prognostiziert werden kann. Dabei werden Anforderungen an die erforderliche Datenbasis diskutiert und konkrete Umsetzungsempfehlungen für produzierende Unternehmen abgeleitet.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 2 | Seite 21-24
Hybride Fertigungsverfahren Einsatz additiver Verfahren für die kundenindividuelle Produktion am Beispiel der Brillenherstellung

Hybride Fertigungsverfahren Einsatz additiver Verfahren für die kundenindividuelle Produktion am Beispiel der Brillenherstellung

Jörg Luderich, Helga Lindemann
Hybride Fertigungssysteme verbinden additive 3-D-Drucktechniken mit subtraktiven Verfahren in einem Fertigungssystem und nutzen so die Vorteile beider Verfahren. Zentrale Schwachstellen heutiger 3-D-Druckverfahren - limitierte Oberflächenqualität und Präzision, aber insbesondere auch Kostennachteile werden so überwunden. Es entsteht ein Produkt mit optimaler Funktionalität bei überzeugender Wirtschaftlichkeit. Am Beispiel eines kundenindividuellen Produkts par excellence, der auf Rezept gefertigten Brille, werden Möglichkeiten und Potenziale von hybriden Verfahren in diesem Beitrag aufgezeigt.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 5 | Seite 38-42
Industrieller Einsatz von 3D-Druck-Systemen Ein Leitfaden

Industrieller Einsatz von 3D-Druck-Systemen Ein Leitfaden

Martin Bednarz
Additive Fertigungsverfahren, auch als 3D-Druck bezeichnet, zählen zu den jüngsten Fertigungsverfahren. Ihre Entwicklung in den letzten Jahren ist geprägt von zahlreichen Innovationen. Die rasanten Fortschritte zusammen mit den vollmundigen Werbeversprechen der Hersteller führen dazu, dass die physikalischen und ökonomischen Limitationen der Technologie gerne vergessen werden. Besonders im Bereich des Leichtbaus erscheinen die Potenziale von additiven Technologien zunächst beeindruckend, doch gibt es wichtige technische, physikalische und ökonomische Einschränkungen zu berücksichtigen. Dieser Beitrag soll aufzeigen, unter welchen Voraussetzungen additive Verfahren in der Industrie zum aktuellen Zeitpunkt wirtschaftlich erfolgreich einsetzbar sein können.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 63-66
Lithography-based Metal Manufacturing

Lithography-based Metal Manufacturing

Ein additives Fertigungsverfahren zur Herstellung höchstpräziser, kleiner Metallbauteile
Andreas Baum, Chiara Armbruster, Carlo Burkhardt
Additive Fertigungsverfahren, umgangssprachlich auch 3D-Druck genannt, gehören seit einigen Jahren zu den Megatrends der modernen industriellen Fertigung. Vielfältige, branchenspezifische Anforderungsprofile führten so zu einer großen Anzahl an unterschiedlichen additiven Fertigungsverfahren und -verfahrensvarianten mit großer Werkstoffvielfalt. Bei erfolgreicher Identifikation der jeweils geeigneten Technologie ermöglicht deren Einsatz dem Anwender Vorteile wie Funktionsintegration, Leichtbau oder Effizienzsteigerungen. Allerdings stehen viele additive Fertigungsverfahren vor technologischen und vor allem wirtschaftlichen Herausforderungen, die ihren breiten industriellen Einsatz zum aktuellen Zeitpunkt hemmen. Hier bietet die innovative Lithography-based Metal Manufacturing-Technologie (LMM) neue Möglichkeiten und Chancen, insbesondere für die wirtschaftliche Herstellung von kleinen und kleinsten metallischen Präzisionsbauteilen mit hohen Genauigkeitsanforderungen.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 7-10 | DOI 10.30844/I40M_20-4_S7-10
Produkte agil entwickeln mithilfe Additiver Fertigung

Produkte agil entwickeln mithilfe Additiver Fertigung

Ein Ansatz zur besseren Kundenorientierung bei der Entwicklung physischer Produkte
Philipp Blattert, Rouven Müller, Werner Engeln
Viele Industrieunternehmen sind auf der Suche nach neuen Strategien für eine zukunftsichernde Produktentwicklung. Die Ursache hierfür liegt in verschiedensten Herausforderungen und Trends der heutigen Arbeitswelt. Hierzu zählen die zunehmende Vernetzung der Wirtschaft, die Individualisierung und schnelle Änderung von Kundenwünschen, die Verbreitung moderner Informations- und Kommunikationstechnologien sowie die immer kürzer werdenden Innovations- und Technologielebenszyklen. Die heutige Entwicklungsumgebung in Unternehmen, mit meist starren Abteilungsstrukturen, geringer Kommunikation mit den Kunden und zwischen den Abteilungen sowie der späten Auslieferung von fertig entwickelten Produkten wird den Anforderungen nicht mehr gerecht. In diesem Zusammenhang rücken agile Vorgehensweisen gepaart mit additiven Fertigungsverfahren in den Fokus der Entwicklung.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 59-62 | DOI 10.30844/I40M_20-4_S59-62
SLM-Topo

SLM-Topo

Prozessspezifische Topologieoptimierungsmethode für im Selektiven Laserschmelzen gefertigte Leichtbaustrukturen
Jan Holoch, Steffen Czink, Markus Spadinger, Stefan Dietrich, Volker Schulze, Albert Albers
Durch die Integration spezifischer Materialeigenschaften des Fertigungsverfahrens Selektives Laserschmelzen (SLM) in eine Topologieoptimierung kann der Produktentwickler simulationsgestützt bei der Gestaltfindung unterstützt werden. Hierzu wird im Rahmen eines durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts eine Topologieoptimierungsmethode entwickelt, die bereits während der Optimierung die prozessspezifischen Materialeigenschaften des SLM berücksichtigt. In diesem Beitrag wird der Einfluss dieser Berücksichtigung auf das Design vorgestellt.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 45-49
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