Availability: 3D-Druck - Additive Fertigungsverfahren

3D-Druck - Additive Fertigungsverfahren: rapid prototyping, rapid tooling, rapid manufacturing

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Bibliographic Details
Main Authors:	Berger, Uwe (Author), Hartmann, Andreas (Author), Schmid, Dietmar 1941- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Haan-Gruiten Verlag Europa-Lehrmittel 2019
Edition:	3. Auflage
Series:	Europa-Lehrmittel Europa-Nr. 50335
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Physical Description:	224 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm, 416 g 1 CD-ROM (12 cm)
ISBN:	9783808550793 3808550791

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adam_text	4 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG 7 1.1 ADDITIVE UND SUBTRAKTIVE FERTIGUNG ............... 8 1.2 SYSTEMATIK DER ADDITIVEN FERTIGUNGSVERFAHREN ..................................... 10 1.2.1 GASFOERMIGER AUSGANGSZUSTAND .................... 11 1.2.2 FLUESSIGER AUSGANGSZUSTAND ......................... 13 1.2.3 FESTER AUSGANGSZUSTAND ............................... 14 1.2.3.1 DRAHTFOERMIGE MATERIALIEN .............................. 15 1.2.3.2 LAMINATE ......................................................... 15 1.2.3.3 PULVER ............................................................ 15 1.2.4 STANDARDS ....................................................... 18 1.3 STUETZSTRUKTUREN ............................................ 20 1.3.1 SCHICHTBAUPRINZIPIEN ..................................... 21 1.3.2 STUETZSTRUKTURGESTALTUNG ................................. 22 1.4 POSTPROZESS .................................................. 25 1.4.1 AUSPACKEN UND REINIGEN ............................... 25 1.4.2 ABTRENNEN DERTEILE VON DER BAUPLATTFORM .. 25 1.4.3 BAUTEILVEREDELUNG ........................................... 26 1.4.4 GEFAHREN IM POSTPROZESS ............................. TI 2 PROZESSKETTEN 2.1 RAPID PRODUCT DEVELOPMENT (RPD) ............. 29 2.2 MODELLARTEN .................................................. 31 2.3 RAPID PROTOTYPING (RP) ................................. 33 2.4 RAPID TOOLING (RT) ........................................ 36 2.4.1 DIREKTE HERSTELLUNG VON FORMEN UND WERKZEUGEN .................................................. 36 2.4.2 INDIREKTE HERSTELLUNG VON FORMEN UND WERKZEUGEN .................................................. 38 2.5 RAPID MANUFACTURING (RM) ........................... 41 3 POTENZIALE ADDITIVER FERTIGUNG (AM) 43 3.1 DER ENTWICKLUNGSGANG ................................. 43 3.2 MATERIALIEN .................................................... 44 3.2.1 KUNSTSTOFFE .................................................... 46 3.2.1.1 PHOTOPOLYMERISATION .................................... 50 3.2.1.2 LASER-SINTERN (LS) ........................................ 52 3.2.1.3 EXTRUDIEREN ...........................53 3.2.1.4 PULVERDRUCK-POLYMERISATION (3DP) .............. 54 3.2.2 METALLE .......................................................... 54 3.2.3 MINERALE UND KERAMIK ................................... 57 3.3 ANWENDUNGSGEBIETE ..................................... 60 3.3.1 INTEGRALBAUTEILE ............................................ 62 3.3.2 MODE-DESIGN ................................................ 64 3.3.3 ZERSTOERUNGSFREIE ARCHAEOLOGIE ....................... 65 3.3.4 ARCHITEKTUR .................................................... 67 3.3.5 BIO-MANUFACTURING ........................................ 68 3.3.5.1 DENTALTECHNIK ................................................ 68 3.3.5.2 PROTHETIK UND HERSTELLUNG VON CHIRURGISCHEN MODELLEN ......................... 70 3.3.5.3 HOERAKUSTIK ...................................................... 72 3.3.5.4 TISSUE ENGINEERING ...................................... 73 3.3.6 DESKTOP-3D-PRINTER ......................................... 76 3.4 3D-DRUCK VON ELEKTRONIKKOMPONENTEN .... 78 4 PROZESSARTEN 82 4.1 3D-DRUCK........................................................ 82 4.1.1 ALLGEMEINES .................................................. 82 4.1.2 PULVERVERARBEITENDE SYSTEME ....................... 83 4.1.2.1 SYSTEMKOMPONENTEN .................................. 84 4.1.2.2 POSTPROCESSING .............................................. 85 4.1.2.3 PULVERAUFBEREITEN .......................................... 86 4.1.2.4 INFILTRIEREN ...................................................... 87 4.1.2.5 PROZESSE ....................................................... 88 4.1.2.6 BESONDERE VERFAHREN .................................... 90 4.1.3 DIREKTER MATERIALAUFTRAG .............................. 92 4.1.3.1 ALLGEMEINES ................................................. 92 4.1.3.2 ANLAGEN ......................................................... 93 4.1.3.3 MATERIALIEN UND VERFAHREN ............................ 93 4.1.3.4 STUETZSTRUKTUREN .............................................. 94 4.1.3.5 ANFORDERUNGEN AN DIE DRUCKKOEPFE .............. 95 4.1.3.6 SCHICHTERZEUGUNG .......................................... 96 4.1.3.7 POSTPROCESSING .............................................. 98 4.1.3.8 MULTI-JET MODELING (MJM) .......................... 98 4.1.3.9 3D-WAX-PRINTING ............................................ 99 4.1.3.10 POLY-JET-MODELING (PJM) ............................. 101 4.1.3.11 HIGHSPEED SINTERING ................................... 101 4.2 SELEKTIVES LASERSINTERN (LS) ....................... 102 4.2.1 FUNKTIONSPRINZIP ........................................... 102 4.2.2 LS-PROZESS ................................................... 103 4.2.2.1 TEILEVORBEREITUNG ........................................ 104 4.2.2.2 ANFERTIGUNG ................................................ 105 4.2.2.3 NACHBEARBEITUNG ........................................ 106 4.2.3 LASER ............................................................ 106 4.2.4 LS-BAUMATERIALIEN ....................................... 107 4.2.5 ERZIELBARE GENAUIGKEIT ............................... 108 4.2.6 MASCHINEN-REALISIERUNGEN ......................... 108 4.2.7 ANWENDUNGSBEREICHE ................................. 109 4.3 SELEKTIVES MASKENSINTERN (SMS) ............. 110 4.3.1 ALLGEMEINES ................................................. 110 4.3.2 VERFAHREN MIT DIREKTER BELICHTUNG .............. 111 4.3.3 VERFAHREN MIT ABBILDEOPTIK .......................... 112 4.4 ADDITIVE VERARBEITUNG VON METALLEN ....... 114 4.4.1 PULVERSTRAHLBASIERTE VERFAHREN .................... 115 4.4.2 DRAHTBASIERTE VERFAHREN ............................... 115 4.4.3 PULVERBETTBASIERTE VERFAHREN. .. ................... 115 4.4.3.1 FUNKTIONSPRINZIP ........................................... 117 4.4.3.2 DER STRAHLSCHMELZPROZESS ........................... 117 4.4.3.3 TEILEVORBEREITUNG ......................................... 118 4.4.3.4 ANFERTIGUNG ................................................. 118 4.4.3.5 STRAHLQUELLEN ............................................... 118 4.4.4 BAUMATERIALIEN ............................................. 119 4.4.5 ERZIELBARE GENAUIGKEIT ................................ 119 4.4.6 MASCHINEN-REALISIERUNGEN .......................... 119 4.5 LAYER LAMINATED MANUFACTURING (LLM) ... 121 4.5.1 TRADITIONELLE SCHICHTBAUWEISEN ................. 121 4.5.2 AUTOMATISIERUNG ......................................... 122 4.5.3 MATERIALIEN ................................................... 123 4.5.4 LLM-VERFAHREN ............................................. 124 4.5.4.1 LAMINATED OBJECT MODELING (LOM) .......... 124 4.5.4.2 PAPER LAMINATEDTECHNOLGY (PLT) ............. 126 4.5.4.3 MCOR-VERFAHREN ............................................. 127 4.5.4.4 PVC LAMINATEDTECHNOLOGY ......................... 129 4.5.4.5 LAYER MILLING PROCESS (LMP) ....................... 130 INHALTSVERZEICHNIS 5 4.5.4.6 AUTOMATISIERUNG MIT ROBOTER .................... 131 4.5.4.7 ULTRASONIC ADDITIVE MANUFACTURING (UAM) 132 4.6 FUSED LAYER MODELING (FLM) .................... 133 4.6.1 FUNKTIONSPRINZIP ........................................... 133 4.6.2 FLM-PROZESS................................................ 134 4.6.2.1 TEILEVORBEREITUNG ........................................ 134 4.6.2.2 ANFERTIGUNG ................................................ 136 4.6.2.3 NACHBEARBEITUNG ........................................ 136 4.6.3 EXTRUSIONSKOEPFE ........................................... 136 4.6.4 BAUMATERIALIEN ............................................ 136 4.6.5 ERZIELBARE GENAUIGKEIT ............................... 138 4.6.6 MASCHINEN-REALISIERUNGEN ......................... 138 4.6.7 ANWENDUNGSBEREICHE UND FOLGEPROZESSE. 139 4.7 STEREOLITHOGRAPHIE (STL) ............................. 140 4.7.1 FUNKTIONSPRINZIP ........................................... 140 4.7.2 STEREOLITHOGRAPHIE-PROZESS ......................... 140 4.7.2.1 TEILEVORBEREITUNG ........................................ 141 4.7.2.2 ANFERTIGUNG ................................................ 142 4.72.3 NACHBEARBEITUNG ......................................... 143 4.7.3 LASER ............................................................ 143 4.7.4 BAUMATERIALIEN ............................................ 144 4.7.5 ERZIELBARE GENAUIGKEIT ............................... 145 4.7.6 MASCHINEN-REALISIERUNGEN ......................... 145 4.7.7 ANWENDUNGSBEREICHE UND FOLGEPROZESSE. 146 4.8 FLAECHIGE UV-BELICHTUNGSVERFAHREN ........... 148 4.8.1 ALLGEMEINES ................................................ 148 4.8.2 BELICHTUNGSTECHNOLOGIE ............................... 150 4.8.2.1 SELEKTIV-FLAECHIGE BELICHTUNG ....................... 151 4.8.2.2 BELICHTUNG MIT DLP .................................... 151 4.8.2.3 BELICHTUNG MIT MICROSHUTTER ....................... 152 4.8.3 BAUPROZESSE ................................................ 153 4.8.3.1 SOLID GROUND CURING .................................. 153 4.8.3.2 STATIONAERE BELICHTUNG VON OBEN ................. 153 4.8.3.3 STATIONAERE BELICHTUNG VON UNTEN .............. 154 4.8.3.4 BEWEGTE BELICHTUNG .................................... 155 5 AUFBAU DER AM-ANLAGEN 156 5.1 ALLGEMEINES ZUR KONSTRUKTION ..................... 156 5.1.1 Z-ACHSE ........................................................ 158 5.1.1.1 Z-ACHSE IN KONVENTIONELLEN SYSTEMEN. .. . 158 5.1.1.2 KASTENLOSES BAUEN .................................... 160 5.1.1.3 CONTINUOUS 3D-PRINTING .............................. 161 5.1.1.4 PARALLELKINEMATIK ........................................ 162 5.1.1.5 PORTALANLAGEN - CONTOUR CRAFTING ............. 163 5.1.1.6 5-ACHSSYSTEME ........................................... 163 5.1.2 PROZESSKAMMER ........................................... 164 5.1.3 MASCHINENGESTELLE ....................................... 164 5.2 AUFBAU PULVERVERARBEITENDER SYSTEME ... 165 5.2.1 BESCHICHTUNGSSYSTEME ............................... 165 5.2.2 PULVERZUFUEHRUNG ........................................... 166 5.2.3 MATERIALBEVORRATUNG ................................... 167 5.2.4 FORMBEHAELTER .............................................. 167 5.3 AUFBAU FLUESSIGKEITSVERARBEITENDER SYSTEME ...................................................... 168 5.4 AUFBAU LAMINIERENDER SYSTEME ................. 170 5.4.1 MATERIALVERSORGUNG ..................................... 170 5.4.2 KONTURSCHNEIDEN ......................................... 170 5.4.3 SCHICHTVERBINDEN ......................................... 171 5.5 DRUCKKOPFSYSTEME ....................................... 172 5.5.1 ALLGEMEINES ................................................ 172 5.5.2 DRUCKVERFAHREN ............................................ 173 5.5.3 AUFLOESUNG, GENAUIGKEIT UND FREQUENZ . . . 177 5.5.4 AUFBAU DES DRUCKSYSTEMS........................... 179 5.5.5 SONDERFORMEN ............................................ 180 5.6 LASERBASIERTE AM-SYSTEME ......................... 181 5.7 THERMISCHE DUESENSYSTEME ......................... 183 5.7.1 EXTRUSIONSKOEPFE FUER DRAHTFOERMIGE WERKSTOFFE .................................................... 183 5.7.2 EXTRUSIONSKOEPFE FUER THERMISCH PLASTIFIZIERTE WERKSTOFFE ............................... 184 5.7.3 EXTRUSIONSKOEPFE FUER THERMISCH GESCHMOLZENE METALLE ................................. 184 5.8 HYBRIDSYSTEME ............................................ 185 6 3D-DATENFLUSS 186 6.1 CAD-DATENMODELL ....................................... 186 6.1.1 CAD-FLAECHENMODELL ..................................... 186 6.1.2 VOLUMENMODELLE ........................................ 188 6.2 VOXELMODELL ................................................ 188 6.3 SCHNITTSTELLENFORMATE ................................. 189 6.3.1 STL-FORMAT ..........................189 6.3.2 SLC-FORMAT.................................................. 190 6.3.3 VRML-FORMAT .............................................. 191 6.3.4 ADDITIVE MANUFACTURING FILE FORMAT (AMF) .......................................................... 192 6.3.5 WEITERE DATENFORMATE ................................. 194 7 3D-SCANNEN 196 7.1 ANWENDUNGEN ............................................ 196 7.2 TRIANGULATIONSTECHNOLOGIE ........................... 197 7.2.1 RAEUMLICHE WAHRNEHMUNG UND TRIANGULATION .............................................. 197 7.2.2 SCANNEN MIT PUNKTEN UND MIT LINIEN ........ 198 7.2.3 STREIFENLICHTSCANNER ..................................... 199 7.2.3.1 SCANNEN MIT EINZELLICHTPUNKT ...................... 199 72.3.2 LINIENPROJEKTIONSVERFAHREN ......................... 200 7.2.3.3 BESONDERHEITEN UND BEISPIELE .................... 202 7.2.4 PHOTOGRAMMETRIE ......................................... 206 7.3 AUTOFOKUS-SYSTEME .................................... 208 7.4 LICHTLAUFZEITSYSTEME .................................. 209 7.5 THEODOLIT-MESSSYSTEME............................. 209 7.6 ROENTGEN-COMPUTERTOMOGRAPHIE (CT) .... 210 7.6.1 ALLGEMEINES ................................................ 210 7.6.2 FUNKTIONSWEISE UNDTECHNIK ....................... 211 7.6.2.1 CT IN DER INDUSTRIELLEN MESSTECHNIK ............ 211 76.2.2 AUFLOESUNG .................................................... 212 8 VIRTUELLE UMGEBUNG 214 8.1 ALLGEMEINES ................................................ 214 8.2 SZENENSTEUERUNG ........................................ 215 8.3 TRACKING ........................................................ 216 8.4 AUGMENTED REALITY, MIXED REALITY .......... 217 SACHWORTVERZEICHNIS ................................................ 218 NORMEN UND RICHTLINIEN .......................................... 222 PUBLIKATIONEN DER AUTOREN ...................................... 223 QUELLENVERZEICHNIS 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