Additive Fertigung

Additive Fertigung metallischer und keramischer Bauteile

Additive Fertigung metallischer und keramischer Bauteile

Einsatz der Materialextrusion insbesondere der Verwendung von Filamenten für Sinterverfahren
Christian Kukla, Stephan Schuschnigg, Clemens Holzer
Die Herstellung von metallischen oder keramischen Komponenten mit der Materialextrusion ist noch wenig bekannt und die im Bereich der Kunststoffe am weitesten verbreitete, der Filamentdruck, wird hier beschrieben. Er basiert auf der Verwendung hochgefüllter Kunststoffe, ähnlich wie sie auch beim Pulverspritzguss (PIM) Einsatz finden. Der Pulveranteil liegt dabei idealerweise im Bereich von rund 60 vol. %. Im folgenden Beitrag werden für dieses Verfahren die einsetzbaren Werkstoffe, die Herstellung der Filamente, das Drucken, Entbindern, Sintern und mögliche Nachbearbeitungsschritte beschrieben.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 20-24 | DOI 10.30844/I40M_20-4_S20-24
Durchgängige Bearbeitung von 3D-gedruckten Metallteilen

Durchgängige Bearbeitung von 3D-gedruckten Metallteilen

Additive Fertigung und Bauteilreferenzierung mit dem Substratplattensystem
Moritz Wollbrink, Semir Maslo, Kristian Arntz, Thomas Bergs
Der Fertigungsanteil der additiven Fertigung (AM) und besonders des pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzens (L-PBF) nimmt in der industriellen Anwendung weiter zu. Allein mit AM lassen sich jedoch oft keine engen Maßtoleranzen oder geringen Oberflächenrauheiten erzielen. Daher muss eine Prozesskette generiert werden, die die additive Fertigung mit weiteren Bearbeitungstechnologien kombiniert. Um einen kontinuierlichen Werkstückfluss als Basis für die weitere Industrialisierung von L-PBF zu erreichen, wird ein neuartiges Substratplattensystem sowie dessen Anwendung in L-PBF-Maschinen und bei der Weiterbearbeitung vorgestellt. Das Substratplattensystem besteht aus einem Nullpunkt-Spannsystem und matrixartig angeordneten Verbindungsstiften, welche die werkstückseitige Verbindung sehr flexibel ermöglichen.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 35-39
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
I4M 4/2020: Generative Fertigung

I4M 4/2020: Generative Fertigung

Dank generativer Technologien zu neuen Geschäftsmodellen
Gegenwärtig gewinnt die generative Fertigung in industriellen Anwendungen zunehmend an Bedeutung. Der Einsatz der Verfahren eröffnet Möglichkeiten, ganz neue Geschäftsmodelle zu erschließen. Viele Unternehmen haben die Potenziale bereits erkannt und tasten sich an die neuen Prozesse im Bereich der Produktion und Logistik heran. Es gibt aber noch einige Herausforderungen, die von den neuesten Entwicklungen der Wissenschaft adressiert werden.
Blockchain als Enabler eines dezentralen Produktionsnetzwerkes

Blockchain als Enabler eines dezentralen Produktionsnetzwerkes

Identifizierung von additiven Fertigungsressourcen und ihre Bereitstellung mittels der Blockchain-Technologie
Wjatscheslav Baumung, Herbert Glöckle, Vladislav Fomin
Sowohl bei den industriellen als auch wissenschaftlichen Institutionen nimmt die Anwendung der additiven Fertigung stetig zu und ist insbesondere in den Bereichen der Prototypenentwicklung nicht mehr wegzudenken. Die werkzeuglose Herstellung von Teilen, ermöglicht eine dynamische Nutzung der Produktionsressourcen bis unmittelbar zum Fertigungsstart. Dies erlaubt, einerseits in den Bereichen der Feinterminierung und Ablaufplanung, agil auf Veränderungen zu reagieren und andererseits Modelle unterschiedlicher Fertigungsaufträge miteinander zu kombinieren, um somit eine hohe Effizienz der Fertigungsanlagen zu erreichen. Bei der Nutzung von multiplen Anlagen in einem Unternehmen oder im Partnerverbund, stellt die vorhandene Intransparenz Unternehmen und Unternehmensnetzwerke vor viele Herausforderungen. Die Blockchain-Technologie ermöglicht eine gemeinsame Datenbasis zwischen den Teilnehmern. Die Einträge werden protokolliert und die Authentizität der Teilnehmer wird gewährleistet. ...
Industrie 4.0 Management | 35. Jahrgang | 2019 | Ausgabe 1 | Seite 39-42 | DOI 10.30844/I40M_19-1_S39-42
Bionic Smart Factory 4.0

Bionic Smart Factory 4.0

Konzept einer Fabrik zur additiven Fertigung komplexer Produktionsprogramme
Claus Emmelmann, Markus Möhrle, Mauritz Möller, Jan-Peer Rudolph ORCID Icon, Nikolai D’Agostino
Aktuelle Entwicklungen erfordern zunehmend komplexere Produktionsprogramme. Die Kombination von additiver Fertigung und Industrie 4.0 ermöglicht neue Ansätze, die eine wirtschaftliche Fertigung jener erst ermöglichen. Die Bionic Smart Factory 4.0 gibt diesen Elementen einen Ordnungsrahmen und beschreibt sie hinsichtlich ihrer Anordnung und ihres Zusammenspiels. Die Wirkungsweise wird durch eine Beurteilung gegenüber Determinanten der Produktionsprogramme erläutert.
Industrie 4.0 Management | 33. Jahrgang | 2017 | Ausgabe 4 | Seite 38-42
Additive Herstellung von Zerspanwerkzeugen aus WC-Co-Hartmetall

Additive Herstellung von Zerspanwerkzeugen aus WC-Co-Hartmetall

Potenziale und Herausforderungen
Martin Reuber, Tobias Schwanekamp
Für produzierende Unternehmen der spanenden Fertigung lassen sich durch den Einsatz anwendungsoptimierter Sonderwerkzeuge signifikante Produktivitätspotenziale erschließen. Konventionelle Verfahren zur Herstellung von Zerspanwerkzeugen unterliegen Restriktionen hinsichtlich der realisierbaren Innen- und Außenkonturen. Additive Fertigungsverfahren legen hier ein erhebliches Innovationspotenzial frei. Durch den schichtweisen Aufbau werden Designgrenzen konventioneller Verfahren aufgehoben und die Herstellung komplexer und individueller Strukturen ermöglicht. Vor dem Hintergrund dieser verfahrensspezifischen Potenziale entwickelt das iWFT im Projekt PräziGen gemeinsam mit Verbundpartnern aus Forschung und Industrie eine Prozesskette zur additiven Herstellung von Zerspanwerkzeugen aus Hartverbundstoffen.
Industrie 4.0 Management | 32. Jahrgang | 2016 | Ausgabe 5 | Seite 12-16
Beton 4.0? Additive Fertigung im Bauwesen

Beton 4.0? Additive Fertigung im Bauwesen

Asko Fromm, Roman Gerbers, Stefan Neudecker
Die architektonischen Gestaltungsmöglichkeiten sind seit jeher eng mit den zur Verfügung stehenden Werkzeugen verknüpft. Die Industrialisierung und die Entwicklung der Personalkosten führten in der Vergangenheit zu Rationalisierungen und Vereinfachungen und somit bisweilen auch zu Einschränkungen für den planenden und entwerfenden Architekten. Durch die technischen Entwicklungen, die im Kontext von Industrie 4.0 an Bedeutung gewinnen, beispielsweise die digitale Vernetzung von Planungs- und Fertigungswerkszeugen sowie die umfangreiche sensorische Überwachung von Fertigungsprozessen, ergeben sich neue Möglichkeiten bzw. Gestaltungsfreiräume. Der folgende Beitrag befasst sich mit diesen Entwicklungen im Bauwesen und konzentriert sich letztlich auf die Errichtung einer digital vernetzten Prozesskette für die additive Fertigung unter Verwendung von Zementwerkstoffen.
Industrie 4.0 Management | 32. Jahrgang | 2016 | Ausgabe 5 | Seite 21-25
Den Umstieg auf Additive Fertigungsverfahren wagen?

Den Umstieg auf Additive Fertigungsverfahren wagen?

Eine Investitionsentscheidung auf Basis des ganzheitlichen Nachhaltigkeitskonzepts
Timo Klünder, Marion Steven
Die vierte industrielle Revolution, gekennzeichnet durch technologische Innovationen wie additive Fertigungsverfahren, tritt unweigerlich in Wechselwirkung mit den zunehmenden Nachhaltigkeitsbestrebungen deutscher Unternehmen. Eine a priori durchgeführte Nachhaltigkeitsevaluation des Einsatzes additiver Fertigungsverfahren ist daher unerlässlich. Ziel dieser Nachhaltigkeitsbetrachtung ist die Förderung des Nachhaltigkeitsbewusstseins bei der Gestaltung von additiven Fertigungsverfahren, sodass ihr Nutzen bestimmbar und ihre Einführung ökonomisch, ökologisch sowie sozial verantwortbar und akzeptabel ist. Zum Vergleich der Nachhaltigkeitsperformance alternativ einsetzbarer Verfahren additiver Fertigungstechnologien wird ein Indikatorenset abgeleitet und das multikriterielle Entscheidungsverfahren PROMETHEE (Preference Ranking Organisation Method for Enrichment Evaluations) verwendet.
Industrie 4.0 Management | 32. Jahrgang | 2016 | Ausgabe 5 | Seite 7-11
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