Rapid prototyping: Werkzeuge für die schnelle Produktentstehung
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| New Title: | Gebhardt, Andreas Generative Fertigungsverfahren |
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| Main Author: | |
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München [u.a.]
Hanser
2000
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| Edition: | 2., völlig überarb. Aufl. |
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| Physical Description: | XVII, 409 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3446212426 |
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ANDREAS GEBHARDT RAPID PROTOTYPING WERKZEUGE FUER DIE SCHNELLE
PRODUKTENTSTEHUNG 2., VOELLIG UEBERARBEITETE AUFLAGE HANSER CARL HANSER
VERLAG MUENCHEN WIEN INHALT 1 PRODUKTENTWICKLUNG - PRODUKTENTSTEHUNG -
RAPID PRODUCT DEVELOPMENT 1 1.1 NEUE ANFORDERUNGEN - NEUE VERFAHREN 1
1.1.1 VERAENDERTE RANDBEDINGUNGEN FUER DIE PRODUKTENTWICKLUNG 1 1.1.2
KONSEQUENZEN FUER DIE PRODUKTENTWICKLUNG 4 1.1.3 KRITISCHE
ERFOLGSFAKTOREN UND WETTBEWERBSSTRATEGIEN 5 1.1.4 SCHLUESSELFAKTOR ZEIT 7
1.2 SIMULTANEOUS ENGINEERING - CONCURRENT ENGINEERING 11 1.2.1
KLASSISCHE PRODUKTENTWICKLUNGSSTUFEN 11 1.2.2 ANFORDERUNGEN AN NEUE
METHODEN DER PRODUKTENTWICKLUNG 12 1.2.3 PRINZIP DES SIMULTANEOUS
ENGINEERING 14 1.3 MODELLE 16 1.3.1 MODELLKLASSEN 16 1.3.2 EINFLUSS VON
MODELLEN AUF DIE BESCHLEUNIGUNG DER PRODUKTENTWICKLUNG 19 1.3.3
MOTIVATION DURCH MODELLE 22 1.4 MODELLBAU MITTELS RAPID PROTOTYPING ALS
ELEMENT DES SIMULTANEOUS ENGINEERING 24 1.4.1 RAPID PROTOTYPING MODELLE
ALS GARANT FUER EINE VERBINDLICHE DATENBASIS 25 1.4.2 DEFINITION: RAPID
PROTOTYPING - RAPID TOOLING - RAPID MANUFACTURING 26 1.4.3 ZUORDNUNG VON
RAPID PROTOTYPING MODELLEN ZU PRODUKTENTWICKLUNGSPHASEN 30 2 MERKMALE
GENERATIVER FERTIGUNGSVERFAHREN 31 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN 31 2.2
GENERIERUNG DER SCHICHTINFORMATION 33 2.2.1 BESCHREIBUNG DER GEOMETRIE
DURCH EINEN 3D-DATENSATZ 33 2.2.1.1 DATENFLUSS 33 2.2.1.2 MODELLIERUNG
DREIDIMENSIONALER KOERPER IM COMPUTER MITTELS 3D-CAD 36 2.2.2 GENERIERUNG
DER GEOMETRISCHEN SCHICHTINFORMATIONEN DER EINZELSCHICHTEN 46 XII INHALT
2.2.3 ABBILDUNG DER GEOMETRISCHEN SCHICHTINFORMATION AUF DER SCHICHT 51
2.3 GENERIERUNG DES PHYSIKALISCHEN SCHICHTENMODELLS 53 2.3.1 VERFESTIGEN
FLUESSIGER MATERIALIEN PHOTOPOLYMERISATION - STEREOLITHOGRAPHIE (SL) 53
2.3.2 GENERIEREN AUS DER FESTEN PHASE 64 2.3.2.1 SCHMELZEN UND
VERFESTIGEN VON PULVERN UND GRANULATEN - LASER-SINTERN (LS) 64 2.3.2.2
AUSSCHNEIDEN AUS FOLIEN - LAYER LAMINATE MANUFACTURING (LLM) 69 2.3.2.3
SCHMELZEN UND VERFESTIGEN AUS DER FESTEN PHASE - FUSED LAYER MODELING
(FLM) 71 2.3.2.4 VERKLEBEN VON GRANULATEN MIT BINDERN - 3D-PRINTING
(3DP) 73 2.3.3 ABSCHEIDEN AUS DER GASPHASE - LASER CHEMICAL VAPOR
DEPOSITION (LCVD) 73 2.3.4 SONSTIGE VERFAHREN 75 2.4 KLASSIFIZIERUNG
GENERATIVER FERTIGUNGSVERFAHREN 76 2.5 ZUSAMMENFASSENDE BETRACHTUNG DER
THEORETISCHEN POTENTIALE DER RAPID PROTOTYPING VERFAHREN 77 3
INDUSTRIELLE RAPID PROTOTYPING SYSTEME 81 3.1 RAPID PROTOTYPING
PROZESSKETTE 82 3.2 DATENTECHNIK 83 3.3 PROTOTYPER 89 3.3.1
STEREOLITHOGRAPHIE (SL) 90 3.3.1.1 MASCHINENSPEZIFISCHE GRUNDLAGEN 90
3.3.1.2 STEREOLITHOGRAPHY APPARATUS (SLA) - 3D SYSTEMS 97 3.3.1.3
STEREOS - EOS 107 3.3.1.4 STEREOLITHOGRAPHIE - FOCKELE & SCHWARZE (F&S)
112 3.3.1.5 SOLID GROUND CURING - CUBITAL 115 3.3.1.6
MIKROSTEREOLITHOGRAPHIE - MICROTEC 120 3.3.2 LASER-SINTERN (LS) 122
3.3.2.1 MASCHINENSPEZIFISCHE GRUNDLAGEN 122 3.3.2.2 SELEKTIVES
LASER-SINTERN - DTM 127 3.3.2.3 LASER-SINTERN - EOS 136 3.3.3 LAYER
LAMINATE MANUFACTURING (LLM) 143 3.3.3.1 MASCHINENSPEZIFISCHE GRUNDLAGEN
143 3.3.3.2 LAMINATED OBJECT MANUFACTURING (LOM) - HELISYS 149 INHALT
XIII 3.3.3.3 RAPID PROTOTYPING SYSTEM - KINERGY 156 3.3.3.4 SELECTIVE
ADHESIVE AND HOT PRESS PROCESS (SAHP) - KIRA 158 3.3.3.5 JP SYSTEMS 5 -
SCHROFF DEVELOPMENT CORP 160 3.3.3.6 LAYER MILLING PROCESS (LMP) -
ZIMMERMANN 163 3.3.3.7 STRATOCONCEPTION - CHARLYROBOT 166 3.3.3.8
STRATIFIED OBJECT MANUFACTURING (SOM) - ERATZ 168 3.3.4 FUSED LAYER
MODELING (FLM) 170 3.3.4.1 FUSED DEPOSITION MODELING (FDM) - STRATASYS
170 3.3.4.2 MULTIPHASE JET SOLIDIFICATION (MJS) - ITP 180 3.3.4.3
3D-PLOTTER - STRATASYS 183 3.3.4.4 MODELMAKER - SANDERS PROTOTYPE INE
184 3.3.4.5 MULTI-JET MODELING (MJM) - 3D SYSTEMS 187 3.3.5 THREE
DIMENSIONAL PRINTING (3DP) 189 3.3.5.1 RAPID PROTOTYPING SYSTEM -
Z-CORPORATION 189 3.3.5.2 RAPID TOOLING SYSTEM - EXTRUDEHONE 192 3.3.5.3
DIRECT SHELL PRODUCTION CASTING (DSPC) - SOLIGEN 194 3.3.6
LASER-GENERIEREN 197 3.3.6.1 LASER ENGINEERED NET SHAPING (LENS) -
OPTOMEC 198 3.3.7 KONVENTIONELLE PROTOTYPVERFAHREN UND HYBRIDVERFAHREN
201 3.3.7.1 KONVENTIONELLE VERFAHREN: HOCHGESCHWINDIGKEITSFRAESEN (HSC)
202 3.3.7.2 HYBRIDVERFAHREN: CONTROLLED METAL BUILD UP (CMB) 204 3.3.7.3
VERGLEICH RAPID PROTOTYPING VERFAHREN - KONVENTIONELLE VERFAHREN 206
3.3.8 ZUSAMMENFASSENDE BETRACHTUNG DER RAPID PROTOTYPING VERFAHREN .
208 3.3.8.1 MODELLGENAUIGKEIT 209 3.3.8.2 OBERFLAECHEN 212 3.3.8.3
BENCHMARK-TESTS UND USER-PARTS 215 3.3.8.4 VERGLEICHENDE BETRACHTUNG VON
PROTOTYPERN FUER FUNKTIONSPROTOTYPEN ANHAND BAURAUM, GENAUIGKEIT UND
BAUZEIT 217 3.3.8.5 ZUORDNUNG DER PROTOTYPER ZU DEN MODELLKLASSEN 219
3.3.8.6 NCG-RPD-SELEKTOR 221 3.3.8.7 ENTWICKLUNGSZIELE 222 3.4
FOLGEPROZESSE 223 3.4.1 ZIELWERKSTOFF KUNSTSTOFF 224 3.4.2 ZIELWERKSTOFF
METALL 227 XIV INHALT 4 RAPID TOOLING 237 4.1 PRINZIPIELLE WEGE ZU
METALLISCHEN WERKZEUGEN 237 4.2 METALLISCHE WERKZEUGE AUF DER BASIS VON
KUNSTSTOFF RAPID PROTOTYPING MODELLEN 240 4.2.1 WERKZEUGE DURCH FEINGUSS
VON RAPID PROTOTYPING URMODELLEN 240 4.2.2 WERKZEUGE DURCH ABFORMUNG VON
STEREOLITHOGRAPHIEMODELLEN 240 4.2.2.1 DIREKTE ANWENDUNG DER
STEREOLITHOGRAPHIE 240 4.2.2.2 INDIREKTE ANWENDUNG DER
STEREOLITHOGRAPHIE 241 4.3 METALLISCHE WERKZEUGE AUF DER BASIS VON
KUNSTSTOFF RAPID PROTOTYPING PROZESSEN 247 4.4 METALLISCHE WERKZEUGE AUF
DER BASIS VON METALL RAPID PROTOTYPING PROZESSEN 249 4.4.1
MEHRKOMPONENTEN-METALLPULVER-LASER-SINTERN 249 4.4.2
EINKOMPONENTEN-METALLPULVER-LASER-SINTERN 250 4.4.3 LASER-GENERIEREN 252
4.5 ZUSAMMENFASSUNG, AUSBLICK 253 5 ANWENDUNGEN 255 5.1 RAPID
PROTOTYPING IN DER INDUSTRIELLEN PRODUKTENTWICKLUNG 255 5.1.1 BEISPIEL:
PUMPENGEHAEUSE 255 5.1.2 BEISPIEL: BUEROLEUCHTE 258 5.1.3 BEISPIEL:
EINBAULEUCHTENFASSUNG 262 5.1.4 BEISPIEL: MODELLBAGGERARM 263 5.1.5
BEISPIEL: LCD-PROJEKTOR 267 5.1.6 BEISPIEL: KAPILLARBODEN FUER
BLUMENTOEPFE 269 5.1.7 BEISPIEL: GEHAEUSE EINER KAFFEEMASCHINE 271 5.1.8
BEISPIEL: ANSAUGKRUEMMER EINES VIERZYLINDERMOTORS 272 5.2 RAPID TOOLING
IN DER INDUSTRIELLEN PRODUKTENTWICKLUNG 274 5.2.1 BEISPIEL:
TURBOLADERGEHAEUSE 274 5.2.2 BEISPIEL: ZWEITEILIGER ELEKTROSTECKER 276
5.2.3 BEISPIEL: SPRITZGUSSFORM SCHEINWERFER-VERSTELLHEBEL 279 5.2.4
BEISPIEL: DAUERFORM FUER FEINGUSSMODELLE 281 5.3 RAPID PROTOTYPING ZUR
UEBERPRUEFUNG VON RECHENVERFAHREN 282 5.3.1 SPANNUNGSOPTISCHE UND
THERMOELASTISCHE SPANNUNGSANALYSE 282 5.3.2 BEISPIEL: SPANNUNGSOPTISCHE
SPANNUNGSANALYSE AN EINEM KIPPHEBEL EINES LKW-VERBRENNUNGSMOTORS 285
5.3.3 BEISPIEL: THERMOELASTISCHE SPANNUNGSANALYSE AN EINER
AUTOMOBILFELGE ZUM FESTIGKEITSNACHWEIS 287 INHALT XV 5.4 RAPID
PROTOTYPING IN DER MEDIZIN 291 5.4.1 ANATOMISCHE FAKSIMILES 291 5.4.2
TAYLORED IMPLANTS 292 5.4.3 CHARAKTERISTIKA MEDIZINISCHER MODELLE 292
5.4.4 BEISPIEL: ANATOMISCHES FAKSIMILE FUER EINE UMSTELLUNGSOSTEOTOMIE
. 295 5.4.5 BEISPIEL: ABDECKUNG EINES SCHAEDELDEFEKTES DURCH EIN
TITANIMPLANTAT (CRANIOPLASTIK) 296 5.5 RAPID PROTOTYPING IN KUNST,
ARCHAEOLOGIE UND ARCHITEKTUR 300 5.5.1 MODELLBILDUNG IN KUNST UND DESIGN
300 5.5.2 BEISPIEL KUNST: COMPUTER-SKULPTUR 300 5.5.3 BEISPIEL DESIGN:
FLASCHENOEFFNER 301 5.5.4 BEISPIEL ARCHAEOLOGIE: BUESTE DER KOENIGIN TEJE
303 5.5.5 MODELLBILDUNG IN DER ARCHITEKTUR 305 5.5.6 BEISPIEL
ARCHITEKTUR: DEUTSCHER PAVILLON FUER DIE EXPO '92 305 5.5.7 BEISPIEL
ARCHITEKTUR: WOHNUNGSBAUPROJEKT 306 6 SICHERHEITSVORSCHRIFTEN UND
UMWELTSCHUTZ 309 6.1 GESETZLICHE GRUNDLAGEN FUER DIE HERSTELLUNG UND DAS
BETREIBEN VON PROTOTYPERN UND ZUGEHOERIGEN WERKSTOFFEN 309 6.2
ANMERKUNGEN FUER ANLAGENBETREIBER UND ANWENDER VON RAPID PROTOTYPING
MODELLEN 312 6.3 GEFAHREN BEI DER BENUTZUNG VON RAPID PROTOTYPING
MODELLEN 314 7 ASPEKTE ZUR WIRTSCHAFTLICHKEIT 317 7.1 STRATEGISCHE
ASPEKTE 317 7.2 OPERATIVE ASPEKTE 321 7.2.1 ZUR ERMITTLUNG DES ODER DER
OPTIMALEN RAPID PROTOTYPING VERFAHREN 321 7.2.2 ZUR ERMITTLUNG DER
KOSTEN VON RAPID PROTOTYPING VERFAHREN 323 7.3 SERVICE 327 7.4 MAKE OR
BUY? 328 8 ZUKUENFTIGE RAPID PROTOTYPING VERFAHREN 329 8.1 AUSGEWAEHLTE
TENDENZEN DER WERKSTOFFENTWICKLUNG 329 8.1.1 ANWENDUNG: FEINGUSS 330
8.1.2 ANWENDUNG: ENTWICKLUNG VON SERIENWERKSTOFFEN 331 8.2 AUSGEWAEHLTE
TENDENZEN DER VERFAHRENSENTWICKLUNG 332 XVI INHALT 8.2.1 LASER SINTERN
VON EINKOMPONENTEN-WERKSTOFFEN 332 8.2.2 LASER SINTERN IM PULVERBETT -
SELECTIVE LASER POWDER REMELTING (SLPR) 333 8.2.2.1 VERFAHRENSPRINZIP
333 8.2.2.2 QUALITAETSMERKMALE 334 8.2.2.3 ANWENDUNGSBEISPIELE 337 8.2.3
LASER-GENERIEREN 339 8.2.3.1 VERFAHRENSPRINZIP 339 8.2.3.2
QUALITAETSMERKMALE 342 8.2.3.3 ANWENDUNGSBEISPIELE 345
LITERATURVERZEICHNIS 351 ANHANG 357 AL LASER-PRINZIP UND LASER FUER RAPID
PROTOTYPING 357 A2 WIRTSCHAFTLICHKEITSMODELL NACH SIEGWART UND SINGER
367 A3 TECHNISCHE DATEN UND INFORMATIONEN 372 CAD- UND RP-SOFTWARE 374
TABELLE A3-1: 3D-CAD-SYSTEME 374 TABELLE A3-2: RAPID PROTOTYPING
SOFTWARE 375 LASER FUER PROTOTYPER 376 TABELLE A3-3: LASER FUER RAPID
PROTOTYPING 376 PROTOTYPER 377 TABELLE A3-4: HERSTELLER VON PROTOTYPEN
377 TABELLE A3-5: STEREOLITHOGRAPHIEANLAGEN 1 378 TABELLE A3-6:
STEREOLITHOGRAPHIEANLAGEN II 379 TABELLE A3-7: STEREOLITHOGRAPHIEANLAGEN
III 380 TABELLE A3-8: SINTERANLAGEN I 381 TABELLE A3-9: SINTERANLAGEN II
382 TABELLE A3-10: EXTRUSIONSANLAGEN 1 383 TABELLE A3-11:
EXTRUSIONSANLAGEN II 384 TABELLE A3-12: SCHICHT-LAMINAT-ANLAGEN 1 385
TABELLE A3-13: SCHICHT-LAMINAT-ANLAGEN II 386 TABELLE A3-14: 3D DRUCKER
387 RP-WERKSTOFFE UND GIESSHARZE 388 TABELLE A3-15: PHOTOPOLYMERE -
UEBERSICHT 388 INHALT XVII TABELLE A3-16: PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN DER
STEREOLITHOGRAPHIE-MONOMERE 389 TABELLE A3-17: MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN
DER AUSGEHAERTETEN STEREOLITHOGRAPHIE-HARZE 390 TABELLE A3-18: THERMISCHE
EIGENSCHAFTEN DER AUSGEHAERTETEN STEREOLITHOGRAPHIE-HARZE 391 TABELLE
A3-19: ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN DER AUSGEHAERTETEN
STEREOLITHOGRAPHIE-HARZE 392 TABELLE A3-20: PHYSIKALISCH-TECHNISCHE
EIGENSCHAFTEN DER SINTERWERKSTOFFE 1 394 TABELLE A3-21:
PHYSIKALISCH-TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN DER SINTERWERKSTOFFE II 395
TABELLE A3-22: PHYSIKALISCH-TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN DER FDM-WERKSTOFFE
396 TABELLE A3-23: PHYSIKALISCH-TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN DER
MODELMAKER-WERKSTOFFE 397 TABELLE A3-24: PHYSIKALISCH-TECHNISCHE
EIGENSCHAFTEN DER LOM-WERKSTOFFE 398 TABELLE A3-25:
PHYSIKALISCH-TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN AUSGEWAEHLTER GIESSHARZE 399 A4
ABKUERZUNGEN 400 STICHWORTVERZEICHNIS 407 |
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