Vorwort | 6 |
Inhalt | 8 |
1 Einleitung | 9 |
1.1 Megatrend 3D-Druck | 9 |
Literatur | 11 |
2 Chancen und Herausforderungen für die Produktentwicklung | 12 |
2.1 Stand der Technik | 13 |
2.2 Einordnung der Verfahren | 14 |
2.3 Vorgehensmodell für das Additive Manufacturing | 16 |
2.4 Ergebnisse | 19 |
2.5 Zusammenfassung | 23 |
Literatur | 24 |
3 Laserbasierte Technologien | 25 |
3.1 Einleitung | 25 |
3.1.1 Laserbasiertes Additive Manufacturing | 27 |
3.2 Laserbasiertes Additive Manufacturing von Kunststoffen | 27 |
3.2.1 Selektives Lasersintern | 27 |
3.2.2 UV-Stereolithografie | 28 |
3.2.3 Zweiphotonenpolymerisation | 30 |
3.3 Laserbasiertes Additive Manufacturing von Metallen | 30 |
3.3.1 Laserauftragsschweißen | 30 |
3.3.2 Selektives Laserstrahlschmelzen | 31 |
3.3.3 Elektronenstrahlschmelzen | 33 |
3.4 Zusammenfassung | 35 |
Literatur | 35 |
4 Nachhaltigkeit und Business-Cases | 37 |
4.1 Einleitung | 37 |
4.2 Methodik | 38 |
4.3 Analyse der Prozessketten | 39 |
4.3.1 Erläuterung der Prozessketten | 39 |
4.3.2 Ermittlung der CO2-Emissionen | 41 |
4.3.3 Ergebnisse | 43 |
4.4 Fallstudie am Demonstrator | 44 |
4.4.1 Berechnung | 44 |
4.4.2 Vergrößerung des Lösungsraums | 46 |
4.4.3 Ultraleichtbau | 48 |
4.5 Zusammenfassung und Ausblick | 49 |
Literatur | 50 |
5 Gestaltung von Additive Manufacturing Bauteilen | 51 |
5.1 Einleitung | 51 |
5.2 Stand der Technik | 52 |
5.2.1 Wirkflächenbasierte Gestaltung | 53 |
5.2.2 Topologieoptimierte Gestaltung | 53 |
5.2.3 Bionische Gestaltung | 54 |
5.3 Vergleich anhand von Demonstratoren | 55 |
5.3.1 Wirkflächenbasierte Gestaltung | 56 |
5.3.2 Topologieoptimierte Gestaltung | 57 |
5.3.3 Bionische Gestaltung | 57 |
5.4 Ergebnisse | 58 |
5.5 Zusammenfassung und Ausblick | 60 |
Literatur | 61 |
6 Rapid Repair hochwertiger Investitionsgüter | 62 |
6.1 Einleitung | 62 |
6.2 Stand der Technik | 63 |
6.2.1 Bindungsmechanismen im SLS/SLM | 63 |
6.2.2 Prozessvariablen | 65 |
6.3 Case-study | 68 |
6.3.1 Grundlegende Untersuchungen | 68 |
6.3.2 Case study: Hohlwürfel | 69 |
6.3.3 Case study: Radträger | 70 |
6.4 Ergebnisse | 71 |
6.5 Ausblick | 72 |
Literatur | 73 |
7 Das Potential der Produktindividualisierung | 75 |
7.1 Einleitung | 75 |
7.2 Kundenindividuelle Massenfertigung | 76 |
7.2.1 Produkt-Prozess-Änderungsmatrix | 76 |
7.2.2 Charakteristika von kundenindividuellen Massenfertigern | 78 |
7.2.3 Lösungsraummodellierung mittels Konfiguratoren | 79 |
7.2.4 Formen der Individualisierung | 80 |
7.3 Anwendungspotenzial von Additive Manufacturing | 82 |
7.4 Exemplarisches Geschäftsmodell | 84 |
7.5 Schlussbetrachtung | 88 |
Literatur | 88 |
8 Eigenschaften und Validierung optischer Komponenten | 90 |
8.1 Einleitung | 91 |
8.2 Additive Manufacturing Verfahren für optischer Reflektoren | 92 |
8.2.1 Reflexionsgrad und Porosität des SLM-Aluminiums | 93 |
8.2.2 Lichtverteilung und Auswertung | 95 |
8.3 Konzept des Zusatzfernlichts | 96 |
8.4 Validierung des Reflektors | 99 |
8.4.1 Geometrie | 99 |
8.4.2 Oberflächenrauheit | 100 |
8.4.3 Nachbearbeitung | 101 |
8.4.4 Lichtverteilung | 101 |
8.4.5 Fertigungszeit und Aufwand | 102 |
8.5 Zusammenfassung und Ausblick | 104 |
Literatur | 104 |
9 Potentiale im Produktdesign | 106 |
9.1 Einleitung | 106 |
9.2 Prototypenbau | 107 |
9.3 Neue Formsprache durch Additive Manufacturing | 108 |
9.4 Mass customization und geänderte Geschäftsmodelle | 110 |
10 Sicherheitsaspekte - Ein Thema für die Aus- und Weiterbildung?! | 111 |
10.1 Der Schlüssel zum Erfolg: Eine sichere Technologie | 111 |
10.2 Ein neues Thema in der Aus- und der Weiterbildung | 113 |
10.3 Aufklärung tut Not! | 114 |
Literatur | 115 |
Autorenverzeichnis | 116 |
Die Herausgeber | 116 |
Die Autoren | 117 |
Glossar | 120 |
Sachverzeichnis | 122 |