Generative Fertigung mit Kunststoffen: Konzeption und Konstruktion für selektives Lasersintern
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Springer Vieweg
2013
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I X
1 EINLEITUNG
1.1 ZIELSETZUNG FUER DAS BUCH 2
1.2 INDUSTRIELLE PRODUKTION IM WANDEL K
1.3 UMGANG MIT NEU AUFKOMMENDEN TECHNOLOGIEN 9
1.4 BEGRIFFE DER GENERATIVEN FERTIGUNGSVERFAHREN 11
1.5 EINORDNUNG DER GENERATIVEN VERFAHREN 13
1.6 EINSATZGEBIETE FUER GENERATIVE FERTIGUNG 16
1.7 ANFORDERUNGEN AN DESIGNER, KONSTRUKTEURE UND FERTIGUNGSEXPERTEN 17
1.8 AUSBLICK 20
1.9 QUELLENVERZEICHNIS 22
2 TECHNOLOGIE 2 3
2.1 HISTORIE 23
2.2 VERFAHRENSVIELFALT 25
2.2.1 STEREOLITHOGRAPHY (SL) 27
2.2.2 3D-PRINTING (3DP] 28
2.2.3 SELEKTIVES LASERSINTERN [SLS] 30
2.2.4 SELEKTIVE LASER MELTING (SLM] 31
2.2.5 FUSED DEPOSITION MODELING (FDM] 32
2.2.6 POLY-JET MODELING (PJM) 34
2.2.7 LAMINATED OBJECT MANUFACTURING ILOM) 36
2.2.8 MASK SINTERING (MS] 37
2.2.9 DIGITAL LIGHT PROCESSING (DLP] 38
2.3 SELEKTIVES LASERSINTERN ALS HERSTELLUNGSTECHNOLOGIE VON PRODUKTEN 39
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112
ENTWICKLUNGSPROZESS
2.4.1 GENERATIVE MODELLE IN DER PRODUKTENTWICKLUNG
FERTIGUNGSPROZESS
2.5.1 AUFSCHMELZEN DES KUNSTSTOFFPULVERS MIT DEM LASERSTRAHL
2.5.2 BELICHTUNGSSTRATEGIE
2.5.3 STRAHLDURCHMESSER
2.5.4 SPURBREITENKOMPENSATION
2.5.5 EINBRINGUNG VON ZU VIEL ENERGIE DURCH DOPPELTE BELICHTUNG ODER
FALSCHE PARAMETER
2.5.6 ABKUEHLEN NACH DEM BAUPROZESS
2.5.7 VERZUG VON WERKSTUECKEN
2.5.8 TREPPENSTRUKTUR
2.5.9 DICKE DER GEBAUTEN SCHICHTEN
2.5.10 DATENSAETZE UND DATENFORMATE
2.5.11 MASCHINEN UND AUSRUESTUNG
MATERIAL
2.6.1 ROHMATERIAL
2.6.2 MISCHEN UND AUFFRISCHEN DES PULVERS
2.6.3 EIGENSCHAFTEN VON LASERGESINTERTEN BAUTEILEN
NACHBEHANDLUNG DER OBERFLAECHE
2.7.1 OBERFLAECHENTECHNIK FUER DAS SELEKTIVE LASERSINTERN
2.7.2 SENKEN DER RAUHEIT DURCH STRAHLEN
2.7.3 OPTISCHES ERSCHEINUNGSBILD
2.7.4 THERMISCHER SCHUTZ
2.7.5 LEICHT ZU REINIGENDE SCHICHTEN
2.7.6 VERBESSERUNG DER MECHANISCHEN STABILITAET
GENERATIV GEFERTIGTEN WERKSTUECKEN
2.7.7 LACKIEREN VON GENERATIV GEFERTIGTEN BAUTEILEN
2.7.8 KLEBEN VON GENERATIV GEFERTIGTEN BAUTEILEN
2.7.9 ZERSPANENDE NACHBEARBEITUNG DER OBERFLAECHEN
QUALITAETSSICHERUNG GENERATIVER PRODUKTE
2.8.1 MATERIALWISSENSCHAFTLICHE ERKENNTNISSE
2.8.2 FUNKTIONSVALIDIERUNG UND LEBENSDAUERPRUEFUNG
2.8.3 VORAUSSETZUNGEN FUER DIE SERIENPRODUKTION
2.8.4 ZERTIFIZIERUNGEN
QUELLENVERZEICHNIS
IMAGE 3
X I
3 KONSTRUKTION UND DESIGN U 3
3.1 PRODUKTENTWICKLUNG FUER GENERATIV HERGESTELLTE PRODUKTE 115 3.1.1 DER
PROTOTYP ALS SERIENPRODUKT 115
3.1.2 PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESS 116
3.2 RAHMENBEDINGUNGEN 121
3.2.1 PULVERENTFERNUNG 121
3.2.2 GENAUIGKEIT 123
3.2.3 WANDSTAERKEN 124
3.2.4 ABSTAENDE ZWISCHEN BAUTEILWANDUNGEN 127
3.3 BAUTEILOPTIMIERUNG 128
3.3.1 PARAMETEROPTIMIERUNG 129
3.3.2 TOPOLOGIEOPTIMIERUNG 130
3.3.3 FORMOPTIMIERUNG 132
3.3.4 LEICHTBAU 133
3.6 STATISCHE ELEMENTE 135
3.4.1 KANTEN UND ECKEN 135
3.4.2 VERRUNDUNGEN 137
3.4.3 FLAECHEN 139
3.4.4 VOLUMEN UND KOERPER 140
3.4.5 BOHRUNGEN 141
3.4.6 KANAELE 143
3.4.7 STRUKTUREN 143
3.5 FUNKTIONSELEMENTE 150
3.5.1 GELENKE 150
3.5.2 ELASTISCHE ELEMENTE 152
3.5.3 VERBINDUNGSELEMENTE 155
3.5.4 FUEHRUNG LINEARER BEWEGUNGEN 163
3.5.5 FUEHRUNG ROTATORISCHER BEWEGUNGEN 166
3.5.6 DICHTHEIT BEI FLACHDICHTUNGEN UND O-RINGEN 169
3.5.7 ZUGENTLASTUNG FUER SCHLAUCH-UND KABELFUEHRUNGEN 170
3.5.8 AKTOREN 175
3.6 KOMPLEXITAET 182
3.7 INDIVIDUALISIERUNG 184
3.8 SIMULATION 187
3.9 AUTOMATISIERTE KONFIGURATION 189
3.9.1 AUTOMATISCHE KONFIGURATION EINES ROBOTERGREIFERS 189
3.9.2 KONSTRUKTIONEN BASIEREND AUF KONSTRUKTIONSTABELLEN 191
3.9.3 GREIFERKONZEPTION 192
3.9.4 SCHNITTSTELLEN 193
3.9.5 ENTWERFEN EINES PARAMETRISCHEN TESTOBJEKTS 194
3.9.6 GESTALTUNGSRICHTLINIEN FUER PARAMETRISCHE MODELLE 194
3.9.7 AUFBAUEN DES GREIFERS 196
IMAGE 4
X I I
3.9.8 ERSTELLEN DER KONSTRUKTIONSTABELLE 198
3.9.9 PROBLEME BEI PARAMETRISCHEN KONSTRUKTIONEN 198
3.10 BIONIK 199
3.10.1 LEISTUNGSFAEHIGKEIT BIOLOGISCHER SYSTEME 199
3.10.2 BIONISCHES ARBEITEN 200
3.11 WIRTSCHAFTLICHKEIT 202
3.11.1 WIRTSCHAFTLICH SINNVOLLE TEILE DURCH GENERATIVE FERTIGUNG 202
3.11.2 NUTZUNG DER VOLLEN KONSTRUKTIVEN BANDBREITE
GENERATIVER VERFAHREN 205
3.11.3 KLEIN, KOMPLEX, INDIVIDUELL 206
3.12 QUELLENVERZEICHNIS 208
4 ANWENDUNGSBEISPIELE 2 1 1
4.1 ROBOTERGREIFER FUER VERPACKUNGSANWENDUNG 211
4.1.1 MEHRFACHGREIFER MIT HUBEINHEITEN 212
4.1.2 GREIFER MIT SPREIZFUNKTION 215
4.2 ROBOTERGEFUEHRTES AUSLENKSYSTEM FUER DAS ENTGRATEN 227
4.3 LAUFROBOTER 230
4.3.1 VORBILD SPINNE 231
4.3.2 LOKOMOTION UND LAUFMUSTER 233
4.3.3 MODULARE KONSTRUKTION 242
4.4 MEDIZINTECHNIKANWENDUNGEN 245
4.5 AUSBLICK 248
4.6 QUELLENVERZEICHNIS 250 |
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