3D-Drucken

Grundlagen und Anwendungen des Additive Manufacturing (AM)
 
 
Hanser (Verlag)
  • 2. Auflage
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  • erschienen am 8. Mai 2017
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  • 234 Seiten
 
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978-3-446-45237-4 (ISBN)
 
Additive Manufacturing (AM) ist der weltweit genormte Begriff für die Fertigungstechnik der Schichtbauverfahren, die als Rapid Prototyping Ende der 1980er-Jahre bekannt wurden und ihren Siegeszug durch alle Branchen angetreten haben. AM ist heute nicht nur ein unverzichtbares Werkzeug zur direkten digitalen Herstellung von Modellen und Prototypen, sondern auch ein Fertigungsverfahren zur Produktion von Endprodukten aus Kunststoff und Metall sowie zur Herstellung von Werkzeugen, Lehren und Formen.

Mit der Vorstellung kleiner und preiswerter Maschinen und dem Vordringen des AM in private Bereiche hat sich der Begriff 3D-Drucker (dreidimensionaler Drucker), 3D Printer, einfach Drucker oder Printer, häufig auch Fabber (von Fabricator; der etwas herstellt) durchgesetzt. Alle Welt spricht daher heute nur noch vom Drucken, wenn es die Anwendung von AM meint. Am anderen Ende der Skala entwickeln sich Industrial Printer zur Serienfertigung individueller Produkte und läuten die Industrialisierung des 3D-Druckens ein.

Das Buch befasst sich mit diesen technischen Aspekten des 3D-Druckens, aber auch mit seinen Auswirkungen auf eine veränderte Methode der Herstellung und damit verbundene Aspekte einer neuen Art der Organisation von Produktion.

Das Buch wendet sich an alle, die mehr über die AM Technologie oder das 3D-Drucken wissen wollen, um die gesamte Breite vom Anschauungsmodell bis zum komplexen, aus Metall gesinterten Produkt kennen zu lernen. Es ist für Studierende, aber auch für Praktiker geeignet und vermittelt schnell und anschaulich die wesentlichen Fakten.

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2. Auflage
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978-3-446-45237-4 (9783446452374)
3446452370 (3446452370)
weitere Ausgaben werden ermittelt
Dr.-Ing. Andreas Gebhardt studierte an der technischen Hochschule Aachen Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Motoren- und Turbinenbau. Er promovierte 1986 bei Professor Dibelius mit einer Arbeit über das instationäre Verhalten konventioneller Dampfkraftwerksblöcke. Nach Stationen als Geschäftsführer in der mittelständischen Wirtschaft wurde er zum Sommersemester 2000 als Professor für Hochleistungsverfahren der Fertigungstechnik und Rapid Prototyping an die Fachhochschule Aachen berufen. Dort leitet er eine Forschergruppe und Labore zum Lasersintern von Metallen (SLM Verfahren), Polymerdrucken, 3D-Drucken (Pulver-Binder Verfahren), Extrusionsverfahren (FDM) und zum Einsatz unterschiedlicher Fabber. Seit dem Wintersemester 2000 ist Andreas Gebhardt Gastprofessor am City College der City University New York.
2004 gründete er das RTeJournal (www.rtejournal.de), eine "open-access" online-Zeitschrift für Rapid Technology und ist dessen Herausgeber.
1 - Vorwort [Seite 6]
2 - Danksagung [Seite 8]
3 - Über die Autoren [Seite 10]
4 - Inhaltsverzeichnis [Seite 14]
5 - 1Grundlagen der 3D-Druck-Technologie [Seite 18]
5.1 - 1.1?Grundbegriffe und Definitionen [Seite 19]
5.1.1 - 1.1.1?Additive Fertigungsverfahren [Seite 19]
5.1.2 - 1.1.2?Prinzip der Schichtbauverfahren [Seite 20]
5.2 - 1.2?Anwendungsebenen [Seite 23]
5.2.1 - 1.2.1?Direkte Prozesse [Seite 25]
5.2.1.1 - 1.2.1.1?Rapid Prototyping [Seite 25]
5.2.1.2 - 1.2.1.2?Rapid Manufacturing [Seite 29]
5.2.1.3 - 1.2.1.3?Rapid Tooling [Seite 31]
5.2.2 - 1.2.2?Indirekte Prozesse [Seite 36]
5.2.2.1 - 1.2.2.1?Indirect Prototyping [Seite 36]
5.2.2.2 - 1.2.2.2?Indirect Tooling [Seite 39]
5.2.2.3 - 1.2.2.3?Indirect Manufacturing [Seite 42]
5.3 - 1.3?Maschinenklassen für die additive Fertigung [Seite 44]
5.3.1 - 1.3.1?Generische Bezeichnung für AM-Maschinen [Seite 45]
5.3.2 - 1.3.2?Maschinenklassen und Bauteileigenschaften [Seite 47]
5.4 - 1.4?Schlussfolgerungen [Seite 48]
5.5 - 1.5?Fragen [Seite 49]
6 - 2Additive Fertigungs­verfahren/3D-Drucken [Seite 52]
6.1 - 2.1?Direkte additive Verfahren [Seite 52]
6.1.1 - 2.1.1?Polymerisation [Seite 55]
6.1.1.1 - 2.1.1.1?Laser-Stereolithographie (LS) [Seite 56]
6.1.1.2 - 2.1.1.2?Polymerdruckverfahren und Thermojet-Drucken (Polymerjetting) [Seite 59]
6.1.1.3 - 2.1.1.3?Digital Light Processing/Lampen-Masken-Verfahren [Seite 61]
6.1.1.4 - 2.1.1.4?Mikro-Stereolithographie [Seite 62]
6.1.2 - 2.1.2?Sintern und Schmelzen [Seite 62]
6.1.2.1 - 2.1.2.1?Lasersintern/Selektives Lasersintern (LS - SLS) [Seite 63]
6.1.2.2 - 2.1.2.2?Laserschmelzen/Selektives Laserschmelzen (SLM) [Seite 66]
6.1.2.3 - 2.1.2.3?Elektronenstrahl-Schmelzen [Seite 68]
6.1.3 - 2.1.3?Extrusion/Fused Layer Modeling [Seite 68]
6.1.4 - 2.1.4?Pulver-Binder-Verfahren [Seite 72]
6.1.4.1 - 2.1.4.1?3D Printer - 3D Systems/Z-Corporation [Seite 72]
6.1.4.2 - 2.1.4.2?Metall und Formsand Printer - ExOne [Seite 75]
6.1.4.3 - 2.1.4.3?3D-Drucksystem - Voxeljet [Seite 76]
6.1.5 - 2.1.5?Layer Laminate Manufacturing (LLM) [Seite 77]
6.1.5.1 - 2.1.5.1?Laminated Object Manufacturing (LOM) [Seite 77]
6.1.5.2 - 2.1.5.2?Selective Deposition Lamination (SDL) [Seite 79]
6.1.5.3 - 2.1.5.3?LLM Maschinen für Metallteile [Seite 80]
6.1.6 - 2.1.6?Hybridverfahren [Seite 81]
6.1.6.1 - 2.1.6.1?Metallpulverauftragsverfahren (MPA) [Seite 81]
6.1.6.2 - 2.1.6.2?Direct Metal Deposition (DMD) [Seite 82]
6.1.6.3 - 2.1.6.3?Extrudieren und Fräsen - Big Area Additive Manufacturing (BAAM) [Seite 83]
6.1.7 - 2.1.7?Weitere Verfahren [Seite 84]
6.1.7.1 - 2.1.7.1?Aerosolprinting [Seite 84]
6.1.7.2 - 2.1.7.2?Bioplotter [Seite 86]
6.2 - 2.2?Indirekte Verfahren - Folgeprozesse [Seite 86]
6.3 - 2.3?Schlussfolgerung [Seite 88]
6.4 - 2.4?Fragen [Seite 88]
7 - 3Die additive Prozess­kette und Maschinen für die Fertigung [Seite 92]
7.1 - 3.1?Datenfluss und Prozessketten [Seite 92]
7.1.1 - 3.1.1?Allgemeine AM-Prozesskette [Seite 92]
7.1.1.1 - 3.1.1.1?Prozesskette Rapid Prototyping [Seite 94]
7.1.1.2 - 3.1.1.2?Prozesskette Rapid Manufacturing [Seite 96]
7.1.2 - 3.1.2?Datenstrukturen und Fehlerbehebung [Seite 97]
7.2 - 3.2?Maschinen für die additive Fertigung [Seite 101]
7.2.1 - 3.2.1?Personal Printer [Seite 102]
7.2.1.1 - 3.2.1.1?Fabber - Do-it-yourself [Seite 103]
7.2.1.2 - 3.2.1.2?Desktop Printer [Seite 105]
7.2.2 - 3.2.2?Professional Printer [Seite 108]
7.2.3 - 3.2.3?Production Printer [Seite 109]
7.2.4 - 3.2.4?Industrial Printer [Seite 112]
7.3 - 3.3?Schlussfolgerungen und Ausblick [Seite 115]
7.4 - 3.4?Fragen [Seite 115]
8 - 4Anwendungen der additiven Fertigung [Seite 118]
8.1 - 4.1?Automobilindustrie und Zulieferer [Seite 119]
8.1.1 - 4.1.1?Automobilkomponenten - Interieur [Seite 119]
8.1.2 - 4.1.2?Automobilkomponenten - Exterieur [Seite 122]
8.2 - 4.2?Luftfahrtindustrie [Seite 124]
8.3 - 4.3?Konsumgüter [Seite 126]
8.4 - 4.4?Spielzeugindustrie [Seite 131]
8.5 - 4.5?Kunst und Kunstgeschichte [Seite 133]
8.6 - 4.6?Formenbau (Rapid Tooling) [Seite 136]
8.7 - 4.7?Medizintechnik [Seite 138]
8.8 - 4.8?Architektur und Landschaftsgestaltung [Seite 143]
8.9 - 4.9?Verschiedene Anwendungen [Seite 148]
8.9.1 - 4.9.1?Mathematische Funktionen [Seite 148]
8.9.2 - 4.9.2?3D-Dekorationsobjekte und Ornamente [Seite 149]
8.9.3 - 4.9.3?Aerodynamische und Freiformobjekte [Seite 149]
8.10 - 4.10?Schlussfolgerungen [Seite 151]
8.11 - 4.11?Fragen [Seite 151]
9 - 5Perspektiven und Strategien additiver Fertigung [Seite 156]
9.1 - 5.1?Potenziale additiver Herstellungsverfahren [Seite 156]
9.1.1 - 5.1.1?Komplexe Geometrien [Seite 158]
9.1.2 - 5.1.2?Integrierte Geometrie [Seite 160]
9.1.3 - 5.1.3?Integrierte Funktionalität [Seite 162]
9.1.4 - 5.1.4?Multi-Material-Bauteile und Gradientenmaterialien [Seite 168]
9.2 - 5.2?Strategien additiver Herstellungsverfahren [Seite 172]
9.2.1 - 5.2.1?Individualisierte Massenfertigung [Seite 173]
9.2.1.1 - 5.2.1.1?Einzelstücke und Kleinserienproduktion [Seite 173]
9.2.1.2 - 5.2.1.2?Individualisierung [Seite 174]
9.2.1.3 - 5.2.1.3?Personalisierung [Seite 177]
9.2.2 - 5.2.2?Persönliche Produktion [Seite 181]
9.2.3 - 5.2.3?Verteilte individualisierte Produktion [Seite 183]
9.3 - 5.3?Schlussfolgerungen [Seite 183]
9.4 - 5.4?Fragen [Seite 184]
10 - 6Materialien und Konstruktion [Seite 188]
10.1 - 6.1?Materialien [Seite 189]
10.1.1 - 6.1.1?Anisotrope Eigenschaften [Seite 191]
10.1.2 - 6.1.2?Isotrope Grundmaterialien [Seite 193]
10.1.2.1 - 6.1.2.1?Kunststoffe [Seite 194]
10.1.2.2 - 6.1.2.2?Metalle [Seite 198]
10.1.2.3 - 6.1.2.3?Keramische Materialien [Seite 200]
10.1.2.4 - 6.1.2.4?Kompositwerkstoffe [Seite 201]
10.1.2.5 - 6.1.2.5?Weitere Materialien [Seite 202]
10.1.2.5.1 - 6.1.2.5.1?Beton [Seite 202]
10.1.2.5.2 - 6.1.2.5.2?Carbon [Seite 202]
10.1.2.5.3 - 6.1.2.5.3?Lebensmittel [Seite 202]
10.1.3 - 6.1.3?Individuell zugeschnittene (graded) Werkstoffe und?Kompositwerkstoffe [Seite 203]
10.2 - 6.2?Konstruktion [Seite 204]
10.2.1 - 6.2.1?Toleranzen - Vom digitalen Entwurf zum Objekt [Seite 205]
10.2.2 - 6.2.2?Designfreiheit [Seite 205]
10.2.3 - 6.2.3?Relative Passgenauigkeit [Seite 206]
10.2.4 - 6.2.4?Flexible Bauteile, Gelenke, Clips [Seite 207]
10.2.5 - 6.2.5?Lage und Positionierung der Bauteile im Bauraum [Seite 208]
10.2.6 - 6.2.6?Bohrungen (Löcher), Spalte, Stifte und Wände [Seite 209]
10.3 - 6.3?Auswahlkriterien und Prozessorganisation [Seite 212]
10.4 - 6.4?Schlussfolgerungen und Ausblick [Seite 213]
10.5 - 6.5?Fragen [Seite 214]
11 - 7Glossar: Begriffe und?Abkürzungen [Seite 216]
12 - 8Literatur [Seite 226]
13 - Stichwortverzeichnis [Seite 230]
- Grundlagen, Definitionen und Anwendungsebenen
- Schichtbauverfahren/3D-Druckprozesse
- Anwendungen aus vielen Branchen
- Konstruktionsprinzipien und Entwicklungsstrategien
- Customization und Cloud Production
- Materialien, Gestaltungsrichtlinien und Qualitätsaspekte
- Glossar: Begriffe und Abkürzungen

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