Verfügbarkeit: Kunststoff-Wissen für die additive Fertigung

Kunststoff-Wissen für die additive Fertigung: Eigenschaften, Verarbeitung und Einsatzgebiete von Thermoplasten

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Fischer, Andreas (VerfasserIn), Achten, Dirk 1971- (VerfasserIn), Launhardt, Martin (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München Hanser [2023]
Schlagworte:	3D-Druck Verarbeitung Werkstoffkunde Kunststoff Thermoplast Rapid Prototyping > Fertigung Mechanische Eigenschaft Kunststofftechnik Additive Fertigung Fused Deposition Modeling FLM Kunststoffe Kunststoffverarbeitung Materialien Selektives Lasersintern SLS Thermoplaste Werkstoffauswahl Werkstoffe Werkstoffeigenschaften FBKTSOVE: Andere Verfahren FBKTTHER: Thermoplaste KUST2021 FBMBFERT: Fertigungsverfahren 3D-Druck Materialien 3D-Druck Werkstoffe 3D-Druck Werkstoffkunde
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XII, 474 Seiten Illustrationen, Diagramme 25 cm
ISBN:	9783446464889 3446464883

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adam_text	INHALT 1 EINFUEHRUNG IN DIE THERMOPLASTBASIERTE ADDITIVE FERTIGUNG . 1 1.1 GENERIERUNGSSTRATEGIE DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 2 1.2 VERFAHRENSGRUPPEN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 4 1.2.1 SINTERN UND EXTRUSION . 5 1.2.2 BINDERTECHNOLOGIE UND LAMINIEREN . 6 1.3 FUNKTIONSPRINZIP DES FUSED DEPOSITION MODELINGS (FDM) . 11 1.3.1 ADDITIVE EXTRUSION MIT FILAMENT . 12 1.3.2 CHARAKTERISTIKA DES FUSED DEPOSITION MODELINGS . 16 1.3.2.1 OBERFLAECHEN . 16 1.3.2.2 STUETZSTRUKTUREN UND BAUKAMMER . 19 1.4 FUNKTIONSPRINZIP DES FUSED LAYER MODELINGS (FLM) . 24 1.4.1 WERKSTOFFZUFUEHRUNG . 27 1.4.2 CHARAKTERISTIKA DES FUSED LAYER MODELINGS . 30 1.4.2.1 STUETZSTRUKTUREN UND BAURAUM . 32 1.4.2.2 ROBOTERBASIERTES FUSED LAYER MODELING . 35 1.5 FUNKTIONSPRINZIP DES SELEKTIVEN LASERSINTERNS (SLS) . 41 1.6 HYBRIDE ADDITIVE FERTIGUNG MIT THERMOPLASTEN . 45 1.6.1 FASERVERSTAERKTE ADDITIVE BAUTEILE . 45 1.6.2 ATOMIC DIFFUSION ADDITIVE MANUFACTURING (ADAM) . 52 2 POLYMERE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 57 2.1 GESCHICHTE DER KUENSTLICHEN POLYMERE (KUNSTSTOFFE) . 61 2.1.1 HOMOPOLYMERE . 65 2.1.2 COPOLYMERE . 65 2.1.3 ORGANISCHE UND ANORGANISCHE POLYMERE . 65 2.2 POLYMERCHEMIE . 66 2.3 POLYMERE ALS WERKSTOFFE . 67 2.3.1 THERMOPLASTE . 68 2.3.2 DUROMERE . 69 2.3.3 ELASTOMERE (GUMMI) . 70 2.3.4 THERMOPLASTISCHE ELASTOMERE (TPE) . 71 2.4 HERSTELLVERFAHREN VON POLYMEREN . 74 2.4.1 KETTENWACHSTUMSREAKTION . 74 2.4.2 STUFENWACHSTUMSREAKTION . 76 2.4.2.1 POLYADDITIONSREAKTION . 77 2.4.2.2 POLYKONDENSATIONSREAKTION . 77 2.4.3 BIOLOGISCHE POLYMERISATION . 80 2.5 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON POLYMEREN . 81 2.5.1 VISKOELASTIZITAET . 81 2.5.2 DYNAMISCH-MECHANISCHE ANALYSE (DMA) . 83 2.5.2.1 VERNETZUNGSDICHTE . 87 2.5.2.2 ENTROPIEELASTIZITAET . 89 2.5.2.3 RELAXATIONSZEITEN UND TEMPERATUR . 90 2.5.2.4 BEOBACHTBARE RELAXATIONEN . 92 2.5.2.5 FREIES VOLUMEN . 93 2.5.3 KALORIMETRISCHE MESSMETHODE . 98 2.5.4 SCHMELZEVISKOSITAET . 104 2.5.5 SCHMELZE-VOLUMENFLIESSRATE . 106 2.5.6 WAERMEUEBERTRAGUNG . 109 2.5.7 STROEMUNGSMECHANIK . 114 2.5.8 THERMISCHE ZERSETZUNGSTEMPERATUR . 122 2.5.9 HAERTEMESSUNG . 123 2.5.10 ZUGVERSUCH . 124 2.5.10.1 WAERMETOENUNG IM ZUGVERSUCH AN KUNSTSTOFFEN . 125 2.5.10.2 ALTERUNGSPRUEFUNGEN . 128 2.5.10.3 TEMPERATURABHAENGIGE PRUEFUNG . 128 2.5.11 WEITERE ZERSTOERENDE TESTVERFAHREN . 128 2.5.12 ZERSTOERENDE PRUEFUNG ADDITIV GEFERTIGTER BAUTEILE . 128 2.6 THERMOPLASTE . 129 2.6.1 EINTEILUNG VON THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFEN . 132 2.6.2 TEILKRISTALLINE THERMOPLASTE . 133 2.6.3 GLASARTIGE THERMOPLASTE . 134 2.6.4 THERMOPLASTISCHE VULKANISATE . 135 2.6.5 THERMOPLASTISCHE POLYMERBLENDS . 136 2.6.6 HOCHLEISTUNGSKUNSTSTOFFE . 137 2.6.6.1 HERSTELLVERFAHREN VON HOCHLEISTUNGSTHERMOPLASTEN . 139 2.OE.6.2 STEREOCHEMIE VON POLYMEREN . 140 2.6.6.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN . 142 2.6.6.4 THERMISCHE STABILITAET . 143 2.6.6.5 KRISTALLINITAET . 144 2.OE.6.6 LOESUNGSEIGENSCHAFTEN . 145 2.6.6.7 ANWENDUNGEN/EINSATZGEBIETE . 145 2.6.6.8 ADDITIVE FERTIGUNG MIT HOCHLEISTUNGSTHERMOPLASTEN . 145 2.6.7 KONSTRUKTIONSKUNSTSTOFFE . 148 2.6.7.1 POLYAMID (PA) . 149 2.6.7.2 POLYETHYLENTEREPHTHALAT (PET) . 155 2.OE.7.3 POLYBUTYLENTEREPHTHALAT (PBT) . 159 2.OE.7.4 POLYOXYMETHYLEN (POM) . 161 2.OE.7.5 POLYCARBONAT (PC) . 165 2.6.7.6 POLYMILCHSAEUREESTER (PLA) . 169 2.6.7.7 THERMOPLASTISCHE ELASTOMERE (TPE) . 173 2.6.8 STANDARDKUNSTSTOFFE . 176 2.6.8.1 POLYETHYLEN (PE) . 176 2.6.8.2 POLYPROPYLEN (PP) . 183 2.6.8.3 POLYVINYLCHLORID (PVC) . 187 2.OE.8.4 POLYSTYROL (PS) . 191 2.6.8.5 ACRYLNITRIL-BUTADIEN-STYROL-COPOLYMERE (ABS) . 196 2.6.8.OE POLYMETHYLMETHACRYLAT (PMMA) . 199 2.7 VERARBEITUNGSVERFAHREN VON THERMOPLASTEN . 202 2.7.1 SPRITZGIESSVERFAHREN . 203 2.7.2 EXTRUSIONSVERFAHREN . 203 2.7.3 THERMOFORMEN . 204 2.7.4 EXTRUDER . 205 2.8 FORMULIERUNG VON THERMOPLASTEN . 207 2.8.1 FARBEINSTELLUNG . 208 2.8.2 FLAMMSCHUTZ . 208 2.8.3 STABILISATOREN . 209 2.8.4 VERARBEITUNGSHILFSMITTEL . 209 2.8.5 FUELLSTOFFE . 211 2.8.5.1 PARTIKELGEFUELLTE KUNSTSTOFFE . 211 2.8.5.2 RUSS . 212 2.8.5.3 KREIDE, TALKUM . 212 2.8.5.4 GLIMMER (MICA) . 213 2.8.5.5 PARTIKELVERSTAERKTE THERMOPLASTE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 213 2.8.6 FASERIGE VERSTAERKENDE FUELLSTOFFE . 214 2.8.6.1 GLASFASERN . 215 2.8.6.2 KOHLENSTOFFFASERN . 216 2.8.6.3 KERAMIKFASERN . 217 2.8.6.4 NATURFASERN . 217 2.8.6.5 POLYMERFASER . 218 2.8.6.6 THERMISCHE BESTAENDIGKEIT UND WITTERUNGS BESTAENDIGKEIT VON KUNSTSTOFFFASERVERBUNDSTOFFEN . 218 2.9 WITTERUNGSBESTAENDIGE THERMOPLASTE . 219 2.10 LEITFAEHIGE THERMOPLASTE/ELEKTRISCH ISOLIERENDE KUNSTSTOFFE . 220 2.10.1 ELEKTRISCH PASSIVE ISOLIERENDE KUNSTSTOFFE . 220 2.10.2 ELEKTRISCH AKTIVE, LEITFAEHIGE KUNSTSTOFFE . 221 2.10.3 LEITFAEHIGE KUNSTSTOFFE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 221 2.11 BRANDGESCHUETZE THERMOPLASTE . 222 2.12 GESCHAEUMTE THERMOPLASTE . 224 2.12.1 SCHAEUMVERFAHREN . 225 2.12.2 SCHAUMEXTRUSION . 225 2.12.3 THERMOPLAST-SCHAUMGUSS-VERFAHREN (TSG) . 226 2.12.4 MUCELL-VERFAHREN . 226 2.12.5 GESCHAEUMTE THERMOPLASTE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 227 2.13 THERMOPLASTE MIT LEBENSMITTELKONTAKT . 227 2.14 BIOKUNSTSTOFFE, BIOKOMPATIBILITAET/-ABBAUBARKEIT . 229 2.15 THERMOPLASTE IN MEDIZINISCHEN ANWENDUNGEN . 229 2.15.1 EINSATZ DER ADDITIVEN FERTIGUNG MIT THERMOPLASTEN IN MEDIZINISCHEN ANWENDUNGEN . 230 2.15.2 ORGANE AUS DEM 3D-DRUCKER . 232 3 BESONDERHEITEN DER THERMOPLASTVERARBEITUNG IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 241 3.1 EXTRUSIONSBASIERTE VERFAHREN (MATERIAL EXTRUSION, MEX) . 242 3.1.1 FILAMENTEXTRUDER . 243 3.1.2 GRANULATEXTRUDER (PELLET EXTRUSION) . 244 3.1.3 THERMOPLASTEIGENSCHAFTEN . 246 3.1.3.1 ERWEICHUNGS-/SCHMELZTEMPERATUR . 247 3.1.3.2 WAERMEKAPAZITAET . 247 3.1.3.3 SCHMELZEVISKOSITAET/SCHMELZEVOLUMENFLIESSRATE . 248 3.1.3.4 VERFESTIGUNGSTEMPERATUR/VERFESTIGUNGSKINETIK . 248 3.1.3.5 SCHWINDUNG . 250 3.1.4 VERFAHRENSBEDINGUNGEN . 251 3.1.4.1 DUESENTEMPERATUR . 251 3.1.4.2 DUESENGEOMETRIE . 252 3.1.4.3 VOLUMENAUSTRAGSGESCHWINDIGKEIT . 255 3.1.4.4 BAURAUMHEIZUNG . 257 3.1.4.5 BAUPLATTFORMHEIZUNG . 259 3.1.5 DRUCKPROBLEME . 260 3.1.5.1 HAFTUNG AN DER BAUTEILPLATTFORM . 260 3.1.5.2 ZWISCHENSCHICHTHAFTUNG . 262 3.1.5.3 FADENBILDUNG (STRINGING) UND AUSLAUFEN (OOZING) . 264 3.1.5.4 VERZUG (WARPING) . 268 3.1.5.5 UNTEREXTRUSION . 270 3.1.5.6 UEBEREXTRUSION . 273 3.1.6 PROZESSSIMULATION . 274 3.1.7 STUETZMATERIALIEN . 276 3.1.8 NACHBEARBEITUNGSVERFAHREN . 280 3.1.8.1 ENTFERNEN VON STUETZMATERIAL . 281 3.1.8.2 OBERFLAECHENVERGUETUNG . 282 3.1.8.3 FUNKTIONALISIERUNG (CHEMISCH) . 283 3.1.8.4 KONSOLIDIERUNG (THERMISCH/CHEMISCH) . 283 3.1.8.5 BAUTEILEIGENSCHAFTEN . 285 3.1.9 SOFTWARE . 300 3.1.10 RECYCLING VON 3D-DRUCK-MATERIALIEN . 302 3.1.11 BELASTUNG DER 3D-DRUCK-MATERIALIEN . 304 3.1.11.1 THERMISCHE BELASTUNG . 304 3.1.11.2 MECHANISCHE BELASTUNG . 306 3.1.12 ANFORDERUNGEN AN DIE PRODUKTIONSUMGEBUNG . 306 3.1.12.1 MASCHINENAUSWAHL . 307 3.1.12.2 ARBEITSBEREICH . 308 3.1.12.3 ARBEITSSICHERHEIT . 308 3.1.12.4 PARTIKEL/VOLATILE ORGANISCHE KOMPONENTEN (VOC) . 310 3.1.13 QUALITAETSSICHERUNG . 311 3.1.14 NORMUNG . 311 3.2 SELEKTIVES LASERSINTERN (SLS) VON KUNSTSTOFFEN . 313 3.2.1 VERFUEGBARE WERKSTOFFE . 315 3.2.1.1 PULVERHERSTELLUNGSVERFAHREN . 317 3.2.1.2 PULVERPRUEFVERFAHREN . 321 3.2.1.3 THERMISCHE ALTERUNG . 325 3.2.2 THERMISCHE PROZESSFUEHRUNG . 327 3.2.3 BELICHTUNGSSTRATEGIE UND-PARAMETER . 331 3.2.4 ANLAGENSYSTEM UND PROZESSTECHNIK . 333 3.2.5 BAUJOBVORBEREITUNG (PRE-PROCESSING) . 338 3.2.5.1 CAD-DESIGN . 339 3.2.5.2 KONSTRUKTIONSEMPFEHLUNGEN FUER SLS-BAUTEILE . 340 3.2.5.3 SLICING . 342 3.2.5.4 EMPFEHLUNGEN FUER BAUJOBLAYOUT . 344 3.2.6 BAUTEILCHARAKTERISTIK . 346 3.2.7 ALLGEMEINE QUALITAETSSICHERUNG AN SLS-BAUTEILEN . 350 3.2.7.1 GESTALTABWEICHUNG . 350 3.2.7.2 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN . 358 3.2.7.3 TYPISCHE BAUTEIL-UND PROZESSFEHLER . 359 3.2.8 WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE . 363 3.2.9 NACHBEARBEITUNGSVERFAHREN (POST-PROCESSING) . 366 3.2.9.1 BAUJOB ENTPACKEN . 367 3.2.9.2 BAUTEILE ENTPULVERN . 369 3.2.9.3 BAUTEILE GLAETTEN . 370 3.2.9.4 FAERBEN . 372 3.2.10 MATERIALMANAGEMENT . 374 3.2.11 ARBEITSSICHERHEIT . 376 3.2.12 BEISPIELANWENDUNGEN . 379 4 ADDITIVE BAUMATERIALIEN UND APPLIKATIONEN IM THERMOPLASTISCHEN BEREICH . 389 4.1 ADDITIVE BAUMATERIALIEN UND WERTSCHOEPFUNGSKETTEN . 390 4.1.1 EXTRUSIONSBASIERTE VERFAHREN (MEX) . 390 4.1.1.1 BAUMATERIALIEN . 390 4.1.1.2 WERTSCHOEPFUNGSKETTEN (THERMOPLAST, ABMISCHUNG, FILAMENT) . 391 4.1.2 PULVERBASIERTE VERFAHREN (SLS, HSS) . 414 4.1.2.1 BAUMATERIALIEN . 415 4.1.2.2 WERTSCHOEPFUNGSKETTEN AUS DRUCKER UND (ZERTIFIZIERTEN) MATERIALIEN . 419 4.2 PRODUKTE UND ANWENDUNGEN . 422 4.2.1 PROTOTYPEN UND MUSTERBAUTEILE . 422 4.2.1.1 LUEFTUNGSGITTER . 422 4.2.1.2 GROSSFORMATIGE ADDITIVE FERTIGUNG IM DESIGNPROZESS . 423 4.2.2 VERFAHREN MIT VERLORENER FORM . 424 4.2.2.1 LOESLICHE FUSED DEPOSITION MODELING-FORMEN . 424 4.2.2.2 NACHHALTIGE EINWEGKAFFEEBECHER . 426 4.2.2.3 HYBRID ADDITIV ERZEUGTE FLUGZEUGSITZE . 427 4.2.3 FUNKTIONALE BAUTEILE . 429 4.2.3.1 LAUTLOSER UNTERWASSERANTRIEB . 430 4.2.3.2 INTEGRATION VON LICHTLEITERN (CLEAR CAST INTEGRATION) . 431 4.2.4 SERIENBAUTEILE . 432 4.2.4.1 FUNKTIONALES WERKZEUGGEHAEUSE . 433 4.2.5 MOEBEL . 435 4.2.5.1 KLEINMOEBEL UND LEUCHTEN . 435 4.2.5.2 STADTMOBILIAR . 436 4.2.5.3 ERHOEHUNG DER NUTZBARKEIT VON IKEA-PRODUKTEN FUER MENSCHEN MIT BEHINDERUNG . 437 4.2.5.4 ADDITIVE FERTIGUNG ALS ZIRKULAERES FERTIGUNGSMODELL . 439 4.2.6 ERSATZTEILE UND ZUBEHOER . 440 4.2 .6.1 ERSATZTEILE FUER DEN SEGWAY X2 . 441 4.2 .OE.2 MIELE-ZUBEHOER . 443 4.2.7 TRANSPORTWESEN . 444 4.2.7.1 FAHRZEUGKAROSSERIE MITTELS FUSED DEPOSITION MODELING . 445 4.2.7.2 FAHRZEUGRAHMEN UND -KAROSSERIE MITTELS BIG AREA ADDITIVE MANUFACTURING . 446 4.2.7.3 ELEKTROMOTORRAD . 447 4.2.7.4 JETBETRIEBENE DROHNE . 448 4.2.7.5 KONZEPT-WOHNMOBIL . 449 4.2.8 MEDIZINISCHE ANWENDUNGEN . 451 4.2.8.1 VENTILE FUER ATEMMASKEN . 451 4.2.8.2 IMPLANTATE AUS HOCHLEISTUNGSKUNSTSTOFF . 452 4.2.8.3 PERSONENSPEZIFISCHE PROTHESEN UND ORTHESEN . 453 4.2.9 SPORTEQUIPMENT UND MODE . 454 4.2.9.1 NACHHALTIGES SURFBRETT . 455 4.2.9.2 KRAFTABSORBIERENDER FAHRRADHELM . 456 4.2.9.3 HYGIENE-WARNSYSTEM . 456 4.2.9.4 BRILLENFASSUNGEN AUS POLYAMID . 457 4.2.9.5 PERSONALISIERTE HANDTASCHEN . 458 4.2.10 MASCHINENBAU . 459 INDEX . 463
adam_txt	INHALT 1 EINFUEHRUNG IN DIE THERMOPLASTBASIERTE ADDITIVE FERTIGUNG . 1 1.1 GENERIERUNGSSTRATEGIE DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 2 1.2 VERFAHRENSGRUPPEN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 4 1.2.1 SINTERN UND EXTRUSION . 5 1.2.2 BINDERTECHNOLOGIE UND LAMINIEREN . 6 1.3 FUNKTIONSPRINZIP DES FUSED DEPOSITION MODELINGS (FDM) . 11 1.3.1 ADDITIVE EXTRUSION MIT FILAMENT . 12 1.3.2 CHARAKTERISTIKA DES FUSED DEPOSITION MODELINGS . 16 1.3.2.1 OBERFLAECHEN . 16 1.3.2.2 STUETZSTRUKTUREN UND BAUKAMMER . 19 1.4 FUNKTIONSPRINZIP DES FUSED LAYER MODELINGS (FLM) . 24 1.4.1 WERKSTOFFZUFUEHRUNG . 27 1.4.2 CHARAKTERISTIKA DES FUSED LAYER MODELINGS . 30 1.4.2.1 STUETZSTRUKTUREN UND BAURAUM . 32 1.4.2.2 ROBOTERBASIERTES FUSED LAYER MODELING . 35 1.5 FUNKTIONSPRINZIP DES SELEKTIVEN LASERSINTERNS (SLS) . 41 1.6 HYBRIDE ADDITIVE FERTIGUNG MIT THERMOPLASTEN . 45 1.6.1 FASERVERSTAERKTE ADDITIVE BAUTEILE . 45 1.6.2 ATOMIC DIFFUSION ADDITIVE MANUFACTURING (ADAM) . 52 2 POLYMERE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 57 2.1 GESCHICHTE DER KUENSTLICHEN POLYMERE (KUNSTSTOFFE) . 61 2.1.1 HOMOPOLYMERE . 65 2.1.2 COPOLYMERE . 65 2.1.3 ORGANISCHE UND ANORGANISCHE POLYMERE . 65 2.2 POLYMERCHEMIE . 66 2.3 POLYMERE ALS WERKSTOFFE . 67 2.3.1 THERMOPLASTE . 68 2.3.2 DUROMERE . 69 2.3.3 ELASTOMERE (GUMMI) . 70 2.3.4 THERMOPLASTISCHE ELASTOMERE (TPE) . 71 2.4 HERSTELLVERFAHREN VON POLYMEREN . 74 2.4.1 KETTENWACHSTUMSREAKTION . 74 2.4.2 STUFENWACHSTUMSREAKTION . 76 2.4.2.1 POLYADDITIONSREAKTION . 77 2.4.2.2 POLYKONDENSATIONSREAKTION . 77 2.4.3 BIOLOGISCHE POLYMERISATION . 80 2.5 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON POLYMEREN . 81 2.5.1 VISKOELASTIZITAET . 81 2.5.2 DYNAMISCH-MECHANISCHE ANALYSE (DMA) . 83 2.5.2.1 VERNETZUNGSDICHTE . 87 2.5.2.2 ENTROPIEELASTIZITAET . 89 2.5.2.3 RELAXATIONSZEITEN UND TEMPERATUR . 90 2.5.2.4 BEOBACHTBARE RELAXATIONEN . 92 2.5.2.5 FREIES VOLUMEN . 93 2.5.3 KALORIMETRISCHE MESSMETHODE . 98 2.5.4 SCHMELZEVISKOSITAET . 104 2.5.5 SCHMELZE-VOLUMENFLIESSRATE . 106 2.5.6 WAERMEUEBERTRAGUNG . 109 2.5.7 STROEMUNGSMECHANIK . 114 2.5.8 THERMISCHE ZERSETZUNGSTEMPERATUR . 122 2.5.9 HAERTEMESSUNG . 123 2.5.10 ZUGVERSUCH . 124 2.5.10.1 WAERMETOENUNG IM ZUGVERSUCH AN KUNSTSTOFFEN . 125 2.5.10.2 ALTERUNGSPRUEFUNGEN . 128 2.5.10.3 TEMPERATURABHAENGIGE PRUEFUNG . 128 2.5.11 WEITERE ZERSTOERENDE TESTVERFAHREN . 128 2.5.12 ZERSTOERENDE PRUEFUNG ADDITIV GEFERTIGTER BAUTEILE . 128 2.6 THERMOPLASTE . 129 2.6.1 EINTEILUNG VON THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFEN . 132 2.6.2 TEILKRISTALLINE THERMOPLASTE . 133 2.6.3 GLASARTIGE THERMOPLASTE . 134 2.6.4 THERMOPLASTISCHE VULKANISATE . 135 2.6.5 THERMOPLASTISCHE POLYMERBLENDS . 136 2.6.6 HOCHLEISTUNGSKUNSTSTOFFE . 137 2.6.6.1 HERSTELLVERFAHREN VON HOCHLEISTUNGSTHERMOPLASTEN . 139 2.OE.6.2 STEREOCHEMIE VON POLYMEREN . 140 2.6.6.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN . 142 2.6.6.4 THERMISCHE STABILITAET . 143 2.6.6.5 KRISTALLINITAET . 144 2.OE.6.6 LOESUNGSEIGENSCHAFTEN . 145 2.6.6.7 ANWENDUNGEN/EINSATZGEBIETE . 145 2.6.6.8 ADDITIVE FERTIGUNG MIT HOCHLEISTUNGSTHERMOPLASTEN . 145 2.6.7 KONSTRUKTIONSKUNSTSTOFFE . 148 2.6.7.1 POLYAMID (PA) . 149 2.6.7.2 POLYETHYLENTEREPHTHALAT (PET) . 155 2.OE.7.3 POLYBUTYLENTEREPHTHALAT (PBT) . 159 2.OE.7.4 POLYOXYMETHYLEN (POM) . 161 2.OE.7.5 POLYCARBONAT (PC) . 165 2.6.7.6 POLYMILCHSAEUREESTER (PLA) . 169 2.6.7.7 THERMOPLASTISCHE ELASTOMERE (TPE) . 173 2.6.8 STANDARDKUNSTSTOFFE . 176 2.6.8.1 POLYETHYLEN (PE) . 176 2.6.8.2 POLYPROPYLEN (PP) . 183 2.6.8.3 POLYVINYLCHLORID (PVC) . 187 2.OE.8.4 POLYSTYROL (PS) . 191 2.6.8.5 ACRYLNITRIL-BUTADIEN-STYROL-COPOLYMERE (ABS) . 196 2.6.8.OE POLYMETHYLMETHACRYLAT (PMMA) . 199 2.7 VERARBEITUNGSVERFAHREN VON THERMOPLASTEN . 202 2.7.1 SPRITZGIESSVERFAHREN . 203 2.7.2 EXTRUSIONSVERFAHREN . 203 2.7.3 THERMOFORMEN . 204 2.7.4 EXTRUDER . 205 2.8 FORMULIERUNG VON THERMOPLASTEN . 207 2.8.1 FARBEINSTELLUNG . 208 2.8.2 FLAMMSCHUTZ . 208 2.8.3 STABILISATOREN . 209 2.8.4 VERARBEITUNGSHILFSMITTEL . 209 2.8.5 FUELLSTOFFE . 211 2.8.5.1 PARTIKELGEFUELLTE KUNSTSTOFFE . 211 2.8.5.2 RUSS . 212 2.8.5.3 KREIDE, TALKUM . 212 2.8.5.4 GLIMMER (MICA) . 213 2.8.5.5 PARTIKELVERSTAERKTE THERMOPLASTE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 213 2.8.6 FASERIGE VERSTAERKENDE FUELLSTOFFE . 214 2.8.6.1 GLASFASERN . 215 2.8.6.2 KOHLENSTOFFFASERN . 216 2.8.6.3 KERAMIKFASERN . 217 2.8.6.4 NATURFASERN . 217 2.8.6.5 POLYMERFASER . 218 2.8.6.6 THERMISCHE BESTAENDIGKEIT UND WITTERUNGS BESTAENDIGKEIT VON KUNSTSTOFFFASERVERBUNDSTOFFEN . 218 2.9 WITTERUNGSBESTAENDIGE THERMOPLASTE . 219 2.10 LEITFAEHIGE THERMOPLASTE/ELEKTRISCH ISOLIERENDE KUNSTSTOFFE . 220 2.10.1 ELEKTRISCH PASSIVE ISOLIERENDE KUNSTSTOFFE . 220 2.10.2 ELEKTRISCH AKTIVE, LEITFAEHIGE KUNSTSTOFFE . 221 2.10.3 LEITFAEHIGE KUNSTSTOFFE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 221 2.11 BRANDGESCHUETZE THERMOPLASTE . 222 2.12 GESCHAEUMTE THERMOPLASTE . 224 2.12.1 SCHAEUMVERFAHREN . 225 2.12.2 SCHAUMEXTRUSION . 225 2.12.3 THERMOPLAST-SCHAUMGUSS-VERFAHREN (TSG) . 226 2.12.4 MUCELL-VERFAHREN . 226 2.12.5 GESCHAEUMTE THERMOPLASTE IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 227 2.13 THERMOPLASTE MIT LEBENSMITTELKONTAKT . 227 2.14 BIOKUNSTSTOFFE, BIOKOMPATIBILITAET/-ABBAUBARKEIT . 229 2.15 THERMOPLASTE IN MEDIZINISCHEN ANWENDUNGEN . 229 2.15.1 EINSATZ DER ADDITIVEN FERTIGUNG MIT THERMOPLASTEN IN MEDIZINISCHEN ANWENDUNGEN . 230 2.15.2 ORGANE AUS DEM 3D-DRUCKER . 232 3 BESONDERHEITEN DER THERMOPLASTVERARBEITUNG IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG . 241 3.1 EXTRUSIONSBASIERTE VERFAHREN (MATERIAL EXTRUSION, MEX) . 242 3.1.1 FILAMENTEXTRUDER . 243 3.1.2 GRANULATEXTRUDER (PELLET EXTRUSION) . 244 3.1.3 THERMOPLASTEIGENSCHAFTEN . 246 3.1.3.1 ERWEICHUNGS-/SCHMELZTEMPERATUR . 247 3.1.3.2 WAERMEKAPAZITAET . 247 3.1.3.3 SCHMELZEVISKOSITAET/SCHMELZEVOLUMENFLIESSRATE . 248 3.1.3.4 VERFESTIGUNGSTEMPERATUR/VERFESTIGUNGSKINETIK . 248 3.1.3.5 SCHWINDUNG . 250 3.1.4 VERFAHRENSBEDINGUNGEN . 251 3.1.4.1 DUESENTEMPERATUR . 251 3.1.4.2 DUESENGEOMETRIE . 252 3.1.4.3 VOLUMENAUSTRAGSGESCHWINDIGKEIT . 255 3.1.4.4 BAURAUMHEIZUNG . 257 3.1.4.5 BAUPLATTFORMHEIZUNG . 259 3.1.5 DRUCKPROBLEME . 260 3.1.5.1 HAFTUNG AN DER BAUTEILPLATTFORM . 260 3.1.5.2 ZWISCHENSCHICHTHAFTUNG . 262 3.1.5.3 FADENBILDUNG (STRINGING) UND AUSLAUFEN (OOZING) . 264 3.1.5.4 VERZUG (WARPING) . 268 3.1.5.5 UNTEREXTRUSION . 270 3.1.5.6 UEBEREXTRUSION . 273 3.1.6 PROZESSSIMULATION . 274 3.1.7 STUETZMATERIALIEN . 276 3.1.8 NACHBEARBEITUNGSVERFAHREN . 280 3.1.8.1 ENTFERNEN VON STUETZMATERIAL . 281 3.1.8.2 OBERFLAECHENVERGUETUNG . 282 3.1.8.3 FUNKTIONALISIERUNG (CHEMISCH) . 283 3.1.8.4 KONSOLIDIERUNG (THERMISCH/CHEMISCH) . 283 3.1.8.5 BAUTEILEIGENSCHAFTEN . 285 3.1.9 SOFTWARE . 300 3.1.10 RECYCLING VON 3D-DRUCK-MATERIALIEN . 302 3.1.11 BELASTUNG DER 3D-DRUCK-MATERIALIEN . 304 3.1.11.1 THERMISCHE BELASTUNG . 304 3.1.11.2 MECHANISCHE BELASTUNG . 306 3.1.12 ANFORDERUNGEN AN DIE PRODUKTIONSUMGEBUNG . 306 3.1.12.1 MASCHINENAUSWAHL . 307 3.1.12.2 ARBEITSBEREICH . 308 3.1.12.3 ARBEITSSICHERHEIT . 308 3.1.12.4 PARTIKEL/VOLATILE ORGANISCHE KOMPONENTEN (VOC) . 310 3.1.13 QUALITAETSSICHERUNG . 311 3.1.14 NORMUNG . 311 3.2 SELEKTIVES LASERSINTERN (SLS) VON KUNSTSTOFFEN . 313 3.2.1 VERFUEGBARE WERKSTOFFE . 315 3.2.1.1 PULVERHERSTELLUNGSVERFAHREN . 317 3.2.1.2 PULVERPRUEFVERFAHREN . 321 3.2.1.3 THERMISCHE ALTERUNG . 325 3.2.2 THERMISCHE PROZESSFUEHRUNG . 327 3.2.3 BELICHTUNGSSTRATEGIE UND-PARAMETER . 331 3.2.4 ANLAGENSYSTEM UND PROZESSTECHNIK . 333 3.2.5 BAUJOBVORBEREITUNG (PRE-PROCESSING) . 338 3.2.5.1 CAD-DESIGN . 339 3.2.5.2 KONSTRUKTIONSEMPFEHLUNGEN FUER SLS-BAUTEILE . 340 3.2.5.3 SLICING . 342 3.2.5.4 EMPFEHLUNGEN FUER BAUJOBLAYOUT . 344 3.2.6 BAUTEILCHARAKTERISTIK . 346 3.2.7 ALLGEMEINE QUALITAETSSICHERUNG AN SLS-BAUTEILEN . 350 3.2.7.1 GESTALTABWEICHUNG . 350 3.2.7.2 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN . 358 3.2.7.3 TYPISCHE BAUTEIL-UND PROZESSFEHLER . 359 3.2.8 WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE . 363 3.2.9 NACHBEARBEITUNGSVERFAHREN (POST-PROCESSING) . 366 3.2.9.1 BAUJOB ENTPACKEN . 367 3.2.9.2 BAUTEILE ENTPULVERN . 369 3.2.9.3 BAUTEILE GLAETTEN . 370 3.2.9.4 FAERBEN . 372 3.2.10 MATERIALMANAGEMENT . 374 3.2.11 ARBEITSSICHERHEIT . 376 3.2.12 BEISPIELANWENDUNGEN . 379 4 ADDITIVE BAUMATERIALIEN UND APPLIKATIONEN IM THERMOPLASTISCHEN BEREICH . 389 4.1 ADDITIVE BAUMATERIALIEN UND WERTSCHOEPFUNGSKETTEN . 390 4.1.1 EXTRUSIONSBASIERTE VERFAHREN (MEX) . 390 4.1.1.1 BAUMATERIALIEN . 390 4.1.1.2 WERTSCHOEPFUNGSKETTEN (THERMOPLAST, ABMISCHUNG, FILAMENT) . 391 4.1.2 PULVERBASIERTE VERFAHREN (SLS, HSS) . 414 4.1.2.1 BAUMATERIALIEN . 415 4.1.2.2 WERTSCHOEPFUNGSKETTEN AUS DRUCKER UND (ZERTIFIZIERTEN) MATERIALIEN . 419 4.2 PRODUKTE UND ANWENDUNGEN . 422 4.2.1 PROTOTYPEN UND MUSTERBAUTEILE . 422 4.2.1.1 LUEFTUNGSGITTER . 422 4.2.1.2 GROSSFORMATIGE ADDITIVE FERTIGUNG IM DESIGNPROZESS . 423 4.2.2 VERFAHREN MIT VERLORENER FORM . 424 4.2.2.1 LOESLICHE FUSED DEPOSITION MODELING-FORMEN . 424 4.2.2.2 NACHHALTIGE EINWEGKAFFEEBECHER . 426 4.2.2.3 HYBRID ADDITIV ERZEUGTE FLUGZEUGSITZE . 427 4.2.3 FUNKTIONALE BAUTEILE . 429 4.2.3.1 LAUTLOSER UNTERWASSERANTRIEB . 430 4.2.3.2 INTEGRATION VON LICHTLEITERN (CLEAR CAST INTEGRATION) . 431 4.2.4 SERIENBAUTEILE . 432 4.2.4.1 FUNKTIONALES WERKZEUGGEHAEUSE . 433 4.2.5 MOEBEL . 435 4.2.5.1 KLEINMOEBEL UND LEUCHTEN . 435 4.2.5.2 STADTMOBILIAR . 436 4.2.5.3 ERHOEHUNG DER NUTZBARKEIT VON IKEA-PRODUKTEN FUER MENSCHEN MIT BEHINDERUNG . 437 4.2.5.4 ADDITIVE FERTIGUNG ALS ZIRKULAERES FERTIGUNGSMODELL . 439 4.2.6 ERSATZTEILE UND ZUBEHOER . 440 4.2 .6.1 ERSATZTEILE FUER DEN SEGWAY X2 . 441 4.2 .OE.2 MIELE-ZUBEHOER . 443 4.2.7 TRANSPORTWESEN . 444 4.2.7.1 FAHRZEUGKAROSSERIE MITTELS FUSED DEPOSITION MODELING . 445 4.2.7.2 FAHRZEUGRAHMEN UND -KAROSSERIE MITTELS BIG AREA ADDITIVE MANUFACTURING . 446 4.2.7.3 ELEKTROMOTORRAD . 447 4.2.7.4 JETBETRIEBENE DROHNE . 448 4.2.7.5 KONZEPT-WOHNMOBIL . 449 4.2.8 MEDIZINISCHE ANWENDUNGEN . 451 4.2.8.1 VENTILE FUER ATEMMASKEN . 451 4.2.8.2 IMPLANTATE AUS HOCHLEISTUNGSKUNSTSTOFF . 452 4.2.8.3 PERSONENSPEZIFISCHE PROTHESEN UND ORTHESEN . 453 4.2.9 SPORTEQUIPMENT UND MODE . 454 4.2.9.1 NACHHALTIGES SURFBRETT . 455 4.2.9.2 KRAFTABSORBIERENDER FAHRRADHELM . 456 4.2.9.3 HYGIENE-WARNSYSTEM . 456 4.2.9.4 BRILLENFASSUNGEN AUS POLYAMID . 457 4.2.9.5 PERSONALISIERTE HANDTASCHEN . 458 4.2.10 MASCHINENBAU . 459 INDEX . 463
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