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
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
Topologieoptimierte Tragwerksknoten

Topologieoptimierte Tragwerksknoten

Herstellung mittels lichtbogenbasierter, additiver Fertigung mit MSG-Schweißprozess
Jan Reimann, Stefan Hammer, Philipp Henckell, Yarop Ali, Jörg Hildebran, Jean Pierre Bergmann
In diesem Beitrag wird die Erzeugung von festigkeits- und steifigkeitsangepassten Tragstrukturen mittels der numerischen Simulationsmethode der Topologieoptimierung vorgestellt. Der dabei resultierende Tragwerksknoten wird mittels CAD/CAM-Software in eine Roboterbahnplanung überführt und mit der drahtbasierten, additiven Fertigung unter Verwendung des MSG-Schweißprozesses aus dem Schweißzusatzwerkstoff G4Si1 hergestellt.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 15-19
Additive Fertigung für industrielle Anwendungen

Additive Fertigung für industrielle Anwendungen

Entwicklung einer Auswahlsystematik für Bauteile zur Generierung funktionalen Mehrwerts mittels additiver Fertigung
Thomas Papke, Dominic Bartels, Michael Schmidt, Marion Merklein, Daniel Gerhard, Jonas Baumann, Indra Pitz
Durch hohe Gestaltungsfreiheit und den Entfall produktspezifischer Werkzeuge gewinnen additive Fertigungsprozesse im industriellen Umfeld immer stärker an Bedeutung. Mit der Ausnutzung der verfahrensspezifischen Vorteile gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren kann ein Mehrwert für Bauteile und Produkte generiert werden. Allerdings stellt die Auswahl potenzieller Bauteile, die durch die additive Fertigung einen Mehrwert erhalten können, eine Herausforderung dar. Zu diesem Zweck wurde eine Auswahlsystematik erarbeitet, um das Potenzial zu quantifizieren. Darauf aufbauend wird ein Ansatz vorgestellt, mit welchem beginnend mit der Bauteilauswahl über die Bauteil- und Prozesskettengestaltung eine Bewertung des Mehrwerts möglich ist. Dieser wird abschließend auf ein Strukturbauteil eines Fahrzeugs angewendet.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 50-54 | DOI 10.30844/I40M_20-4_S50-54
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
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