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Was haben wir bisher gemacht ?

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Präsentation zum Thema: "Was haben wir bisher gemacht ?"—  Präsentation transkript:

1 Was haben wir bisher gemacht ?
Einführung, Begriffe, Verfahren in der Übersicht Prozeßkette virtuell / real Anwendungsfelder Prototyp / Manufacturing bzw. Produkt direkt / indirekt FDM im Detail Gestaltungsrichtlinien FDM Wie geht es weiter ? Gestaltungsrichtlinien auch über FDM hinaus SLS Kunststoff im Detail SLM Metall im Detail Werkstoffe weitere Verfahren

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3 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

4 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

5 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

6 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

7 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

8 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

9 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Merke SLS oder andere Pulverbettverfahren  Lösungen ohne Stützmaterial möglich Aber oft nicht sinnvoll

10 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

11 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

12 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

13 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Erreichte Festigkeiten ABS Standard ABS  Streckspannung z.B MPa

14 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

15 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

16 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Wie war das nochmal mit der Lage im Bauraum Welche ist besser ?

17 Weitere Tipps zu FDM Drucker Voreinstellungen und Pre-checks Plattform Niveau checken Filament-Qualität Düsen- und Bauraumtemperatur Slicing software / Drucker software Maßstab checken „use experts settings“ Schichtdicke bestimmen / optimieren (im Praktikum gesetzt) oft ist langsamer Drucken eine Hilfe Bei Kühlproblemen  mehrere Modelle drucken infill ggf. ändern  Masseanhäufung, Kühlprobleme shell (perimeter) Dicke verändern  Festigkeitsprobleme support/Objekt Rotation  bietet die software das an ? Weiterer Freiheitsgrad andere slicing software ausprobieren  freeware erhältlich, Ergebnis kompatibel mit Drucker? Design Wandstärke 45° Regel manuell erzeugte Stützstruktur   autom. erzeugte Stützstruktur kontrollieren Brücke (wenngleich „gefährlich) immer noch besser als großer Überhang Phasen sicherer als Radien insb. am Boden

18 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Filament  Qualität prüfen Durchmesserschwankungen (besser Masseschankungen !!) wirken sich direkt auf die Bauqualität aus !

19 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Weitere Tipps zu FDM Betttemperatur so niedrig wie möglich, insbesondere erste Schicht Düsentemperatur  Herstellerempfehlungen (nicht zu niedrig….) ggf. Beschleunigungen reduzieren  Schwingungen, Überschwingen, read through infill etc. Bausimulation (falls die software das anbietet) studieren (layer view) Geschwindigkeit mm/s als erste Empfehlung (langsamer kann helfen) Kühlprobleme  Mindestzeit je Schicht kann gesetzt werden  Kopf wartet Einstellung Kühlgebläse verändern ? Lage im Bauraum Fadenziehen, Düsenprobleme  Temperatur, sauber machen, Filamentqualität, Fadenziehen  besondere Einstellung wann Düse zurückgezogen wird (nach Baulänge, nach verbrauchter Schmelze,… zufälliger Startpunkt für jede Schicht oder gezielt setzen (Startpunkte sollten nicht immer übereinander liegen) Änderung „Schraffur“ des Supports oder auch beim infill ggf. Bohrungen in der Deckfläche schließen, überfahren und später herausbrechen

20 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Deckschicht wurde zunächst mit ein oder zwei Schichten überdeckt, dann herausgebrochen  Nacharbeit Shell Struktur in der Deckfläche zulässig ?

21 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein  Endkontrolle Datensatz ?
Aus Fastermann „3D drucken Springer 2014“ Die Anwendung Willit-3D-Print, gesprochen: „Will it 3D print?“, auf Deutsch: „Lässt es sich 3D-drucken?“, ist für Privatanwender gedacht. Auf der Seite können Sie Ihr STL-Modell hochladen. Willit wird Ihnen danach anzeigen, ob das Modell druckbar ist oder nicht – es funktioniert damit gleichzeitig als Prüfprogramm für die Druckvorbereitung. Was aber das zusätzlich Besondere ist: Noch während der Konstruktionsphase ermöglicht Willit seinen Anwendern, nicht nur die Kosten, sondern ebenso die Qualität und den „carbon footprint“ der zu druckenden Modelle zu ermitteln.DaWillitCloud-basiertist,sind weder Software-Downloads noch Plug-ins im Browser erforderlich. Die Web-Seite bietet das leider NICHT mehr! Merke Idealerweise bietet die Druckersoftware eine „Baubarkeitsprognose“ an, die auf grobe Fehler hinweist !

22 Was bieten professionelle Druckshops an, um die zugeschickten Daten auf „Baubarkeit“
zu testen ? Igus ausgewählt, da wegen der Materialzusätze starkes FDM Angebot Merke Ausprobieren, erfordert aber Bestellung d.h. Projekterfahrung ..\Filme\Igus\3D printing service 2016.mp4

23 Merke Nach Datenübertragung stets Maßstab überprüfen !

24 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Was bieten die großen Shops ? Proto Labs ist heute mit Fertigungseinrichtungen in sieben Ländern weltweit schnellster Hersteller von kundenspezifischen Prototypen und in Kleinserienfertigung produzierten Teilen. Setzen sehr stark auf CNC und Spritzguss !

25 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Merke Protolab bietet SLT, SLS SLM , ..  kein FDM Können aus mehreren Verfahren das am besten Geeignete auswählen

26 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Protolab auf youtube  32 Filmchen, die meisten sind hier aber Designempfehlungen für Spritzguss NICHT für AM

27 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Ergebnis bzgl Designempfehlungen bzw. Baubarkeitskontrolle Protolabs bietet eine kleine Broschüre zu Designempfehlungen an, aber: Ausschließlich Empfehlungen bzgl. Spritzgießen Keine besonderen Designempfehlungen zu AM, SLS u.s.w. Vielleicht bei anderen großen Anbietern ? https://www.speedpart.de

28 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Speedpart bietet tatsächlich alle 3D Druck Hauptfamilien an ! https://www.speedpart.de Resultat ist bzgl. Baubarkeitsaussage das Gleiche Keine Designempfehlungen im Netz Daten hinschicken, beraten lassen  Beratung bei Auftrag

29 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Noch ein Versuch Quickparts ist der On Demand Service von 3d systems

30 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
 Kein FDM Verfahren im Angebot ! (war zu erwarten)  On Demand Service von Stratasys ?

31 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Beispiel SLS Beschreibung

32 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
https://www.rapidobject.com  Leipzig, Mitglied im Mitteldeutschen Netzwerk Rapid Prototyping – enficos, ebenso HoMe Druckcenter, das auch FDM von Stratasys anbietet  Klare Toleranzaussage !! Was bedeutet „sehr grob ?“

33 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

34 (und auch sonst im Netz zu findenden) Designempfehlungen
Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein SLA SLS FDM Fazit Toleranzaussagen liegen auf der sicheren Seite und sind damit gröber als die im folgenden gegebenen (und auch sonst im Netz zu findenden) Designempfehlungen

35 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Designempfehlungen ?  Bei rapidobject Merkblatt zu STL Daten Mit konkreter Auflösungsempfehlung:

36 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Baubarkeitskontrolle

37 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
https://www.rapidobject.com/de/Wissenswertes/Reparatur/Software-fuer-3D-Daten_1271.html Merke Hier geht es ausschließlich um Modellfehler und „Baubarkeit“ des Modells ! Wirkliche Konstruktionsempfehlungen gehen darüber aber noch weiter hinaus, z.B. Empfehlungen für bestimmte Teilfunktionen,… Beispiele netfabb Basic – Kostenlos netfabb Basic kostet gar nichts und steht im Internet auf der Seite von netfabb zum kostenlosen Download zur Verfügung. STL-Dateien lassen sich mit der Reparatursoftware auf Druckbarkeit überprüfen und kleinere Fehler können damit meist sehr schnell repariert werden. Die Software netfabb ist sehr anwenderfreundlich.  Nachteil: Mit der Kostenlos-Version lassen sich zwar sehr viele, aber nicht alle der häufig benötigten Formate importieren.  Kostenpflichtige Erweiterung

38 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
https://www.rapidobject.com/de/Wissenswertes/Reparatur/Software-fuer-3D-Daten_1271.html Beispiele MiniMagics MiniMagics ist ein kostenloser STL-Viewer, mit dem STL-Daten geprüft werden können. Damit eignet sich das Programm besonders gut für die Qualitätskontrolle. Zur Reparatur einer defekten Datei würde jedoch die kostenpflichtige Magics-Software benötigt. Kostenpflichtige Erweiterung Geomagic Control Geomagic Control ist eine kostenpflichtige Prüfsoftware von 3D Systems. Diese ermöglicht es, sowohl Zeit sparend als auch leicht verständlich grafische Vergleiche zwischen 3D-CAD-Modellen und ihren entsprechend produzierten Bauteilen anzustellen. So lassen sich Erstmuster und Serienprodukte überprüfen. Auch die Prüfung von Abmessungen daraufhin, ob Toleranzen eingehalten wurden, ist möglich. Bei dieser 3D-Mess- und Automatisierungsplattform gibt es eine automatische Berichterstellung in verschiedenen Formaten, so zum Beispiel Microsoft Word und Excel, PDF und VRML/HTML.

39 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
https://www.rapidobject.com/de/Wissenswertes/Reparatur/Software-fuer-3D-Daten_1271.html Magics Magics ist ein kostenpflichtiges Reparaturprogramm, mit dem sich STL-Dateien zügig und problemlos reparieren und druckbar machen lassen. Magics wird in der Regel mit der Rapid-Prototyping-Anlage zusammen an Kunden verkauft. Magics wird bereits seit 1994 als Additive-Manufacturing-Software verwendet und kann deshalb auf große Erfahrungswerte zurückblicken. In den gegenwärtigen Versionen ist die Software um viele Funktionen gegenüber früheren erweitert worden: so zum Beispiel Funktionen wie Reparatur, Analyse und Dokumentation. Der STL-Editor von Magics ermöglicht es, Designs stark zu optimieren: So können Logos, Seriennummern und Hohlkörper hinzugefügt und Texturen angebracht werden. Ebenfalls lassen sich Boolesche Operationen und fortgeschrittene Schneidefunktionen ausführen. Vertrieb von Magics und anderer 3D Druck Unterstützungssoftware  materialise

40 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
https://i.materialise.com Die wichtigsten 5 Fehler bzgl. Datensatz für 3D Druck: Ignoring Material Guidelines Je nach Material gibt es unterschiedliche Designempfehlungen ! Ignoring Printing Technology Je nach Technologie gibt es unterschiedliche Einschränkungen und damit auch Designempfehlungen Merke Hier ergibt sich ein Interessenskonflikt, denn einerseits macht es wenig Sinn sich auf ein Verfahren/Material zu versteifen, weil vielleicht für das nächste Projekt ein anderes Verfahren/Material besser geeignet sein könnte. Andererseits kann man nicht für alle Verfahren/Materialien in gleichem Maße Konstruktionserfahrung sammeln.  auch aus diesen Gründen ist das SLS bzw. SLM für echte AM Produkt- Anwendungen marktführend 3. Ignoring Wall Thickness (schon bekannt) 4. Ignoring File Resolution (schon bekannt) 5. Ignoring Software Guidelines  welche Software  Drucker bzw. Technologieabhängig

41 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
 Leider auch hier keine Designempfehlungen im engeren Sinne

42 Nicht so stark in SLM und Rapid Tooling bzw. Funktionsprotoytpen spritzgegossen

43 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein

44 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Besonderheit  24h Service  ACHTUNG spezielles Material !

45 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Besonderheit  Eigene STL Anlagen für besonders große Teile  2m !

46 Designempfehlungen FDM bzw. AM allgemein
Hinweis auf Druckkosten

47 Eigene SLS problematisch Make or Buy ?

48 Merke 3D Druckdienstleister leben vom Drucken, weniger von der Beratung. Bei Preisen von € je Bauteil, kann keine große Konstruktionsberatung erfolgen. Allenfalls einfache Fehler werden erkannt. Da heute noch stark der Prototypanwendungsbereich überwiegt, muss der Kunde beurteilen, ob die Konstruktionshinweise für die spätere Anwendung beachtet wurden. Bei höherem Auftragswert (siehe SLM Metallteile  wenige Teile kosten schon etwa das zehnfache ( €) kann auch mehr Beratung erwartet werden  Zweck eines betriebsinternen oder privaten 3D-Druckers ist daher auch das bessere Erlernen von Konstruktionsrestriktionen

49 Hinweis auf derzeitige Prototyppartner Fa. Frötek  erläutern warum
Einer der Prototyppartner der Fa. Frötek

50 Hinweis auf derzeitige Prototyppartner Fa. Frötek  erläutern warum
Ein Beispiel  Metallinserts in 3D Druckverfahren ?

51 Space Puzzle Molding ©  besondere Art von Alumniumprototypwerkzeug zusammengesetzt aus mehreren „Puzzle“ Teilen. Warenzeichen der Protoform Merke SPM ist Keine besondere Technologie schon gar keine AM Technologie nur durchdachte Methode Aluminiumwerkzeug aus Losteilen zusammengesetzt zu bauen (wohl aber ein Ansatz zum Rapid Prototyping (2-3Wochen)

52 Space Puzzle Molding ©

53 Hinweis auf derzeitige Prototyppartner Fa. Frötek
Besonderheit  Functional Prototyping Weiterer RP Partner der Firma Frötek Ist auch 3D Druck Dienstleister

54 PA6 GF verstärkt Als Gußpolyamid Damit genügen Silikonformen ! Werkstoff ist PA6 GF30 für SG recht ähnlich NICHT aber PA66 Oder gar PPA Oder GF50etc. Kosten niedriger als bei Alumnium-SG Werkzeugen sofern nur ca. 50 Teile

55 Versteht sich nicht als 3D Drucker sondern als umfassenden
Serviceprovider  Projektorientierung Als Basis für belastbare Angebote und das Qualitätsmanagement wird ein Lastenheftabgleich durchgeführt; für komplexe Verfahren wie z.B.NylonMold wird ein kurzes Lastenheft gemeinsam erstellt, damit die speziellen Anforderungen und Einzelheiten umfassend berücksichtigt werden können. Im RP Bereich werden SLS, SLA und FDM angeboten  Designberatung im Rahmen der Projektarbeit

56 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein
Design Empfehlungen aus Breuninger „Generative Fertigung mit Kunststoffen“  SLS mit Kunststoffen nach Grundstzuntersuchung am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik (IPA) und dem Fraunhofer Netzwerk zur AM Zukunftspreis mit Festo im Jahr 2010 Buch ist 2013 erschienen (also schon recht alt…)

57 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein

58 Anmerkungen zum Produktentwicklungsprozess
Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein Gegliedert in: Anmerkungen zum Produktentwicklungsprozess Bauteiloptimierung Statische Elemente Funktionselemente

59 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein

60 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein

61 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein
Wieso ist das für RP oder AM von Bedeutung ?

62 Anmerkungen zum Produktentwicklungsprozess
Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein Gegliedert in: Anmerkungen zum Produktentwicklungsprozess Bauteiloptimierung Statische Elemente Funktionselemente

63

64 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein
Bohrungen zum Entfernen unversinterter Pulverreste  Konstruktion nimmt Rücksicht auf Verfahren

65 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein
Beachten Schöne Funktionsintegration der Federn Design auch mittels Spritzgießen möglich

66 Lage im Bauraum, Schichtstärkeanforderung beachten
Schichtstärken feiner als bei FDM sonst ähnliche Forderung Achtung: Gilt nicht für alle Laserverfahren (nur die mit Spiegelablenkung)

67 Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein
Oberflächen SLS Verfahren  Folgerungen für Dichtflächen ? Merke Dichtflächen nacharbeiten (Problematik Porösität bei SLS beachten  auf Qualität achten) Dichtflächen in Kombination mit sehr weichen Dichtungen, niedrigen Anforderungen (rein statische Dichtung) aber möglich

68 Anmerkungen zum Produktentwicklungsprozess
Designempfehlungen SLS (Kunststoff) bzw. AM allgemein Gegliedert in: Anmerkungen zum Produktentwicklungsprozess Bauteiloptimierung Statische Elemente Funktionselemente


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