Technologie: Additive Fertigung

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
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
Einführung von additiven Fertigungsverfahren

Einführung von additiven Fertigungsverfahren

Eine Analyse der Supply Chain-bezogenen Entscheidungsfaktoren der Implementierungsentscheidung
Ralf Elbert ORCID Icon, Anne Friedrich, Elisa Schuhmann
Additive Fertigungsverfahren, wie beispielsweise 3D-Druck, kommen mittlerweile in der industriellen Produktion zur Anwendung. Maßgeblich hierfür ist die steigende Leistungsfähigkeit der Technologien, welche den Einsatz bei kleinen Stückzahlen beispielsweise im Ersatzteilwesen ermöglichen. Die Entscheidung für bzw. gegen die Einführung additiver Fertigungsverfahren wird bisher mehrheitlich aus der Perspektive einzelner Unternehmen untersucht. In diesem Beitrag liegt der Fokus auf der Identifikation von übergreifenden Entscheidungsfaktoren der Implementierung von additiven Fertigungsverfahren aus der Supply Chain-Sicht. In einem Kategoriensystem werden Entscheidungsfaktoren aus den Perspektiven der Angebots- und Nachfrageseite, der Akteure und Flüsse der Supply Chain sowie der Nachhaltigkeit untersucht.
Industrie 4.0 Management | 36. Jahrgang | 2020 | Ausgabe 4 | Seite 30-34
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
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