Hast du bereits 3D-Druck-Vorlagen nachgedruckt und willst nun selbst kreativ werden? Dann weißt du: Dazu braucht es eine gute Idee – und um diese in die Tat umzusetzen, musst du mehr können als einen 3D-Drucker zu bedienen. Dieses Buch vermittelt dir Fertigkeiten, die echte Erfinder:innen ausmachen. Du erfährst alles, was du wissen musst, um mithilfe von 3D-Druck deine Produktidee zu realisieren.
Folgende Themen erwarten dich:
- Der komplette Weg zum DIY-Objekt – vom Konstruktionsmodell über das 3D-Drucken der Einzelteile bis zum Zusammenbau
- Alles Wissenswerte zu CAD-Software, Druckeinstellungen, verwendbaren Materialien & Drucker-Wartung
- Tipps zum Umgang mit der ersten Druckschicht, dünnen Wandstärken, schrägen Wänden (inkl. Support), Bridges, Warping, Düsenverstopfung etc.
- Die Verbindung von 3D-Druckteilen (inkl. elektronischer Komponenten)
In mehr als 15 Projekten erhältst du Anregungen für originelle 3D-Druck-Kreationen – sei es ein Ventilator, eine Hamburgerpresse oder eine Geige. Die 2. Auflage berücksichtigt den aktuellen Stand der Verbindungstechnik, wie Helicoils und Inserts, und enthält neue Anwendungsbeispiele, zu denen unter anderem ein Nussknacker, ein Brillengestell und ein Gyro-Uhrenbeweger gehören. Zur Weiterbearbeitung der CAD-Modelle sowie zur Erstellung der Druckdaten stehen auf plus.hanser-fachbuch.de die STEP- und STL-Dateien aller Projekte zum Download bereit.
Wenn du darauf brennst, mithilfe von 3D-Druck deine eigenen Produktideen zu verwirklichen, dann liefert dir dieses Buch eine Fülle von Inspirationen, die deine Kreativität beflügeln werden, und alle notwendigen Skills, um dein Wunschobjekt zu entwickeln, zu drucken und zu bauen.
Aktualisiert: 2023-06-08
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Aktualisiert: 2023-05-31
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Aktualisiert: 2023-04-19
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Aktualisiert: 2023-04-19
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Aktualisiert: 2023-04-25
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In der vorliegenden Dissertation wird die Kombination der Fertigungsverfahren Spritzguss und 3D-Druck untersucht. Es werden einige Anwendungen für die Verfahrenskombination aufgezeigt, wobei die Untersuchung der lokalen Verstärkung von Spritzgussteilen im Fokus steht. Für die Untersuchung der Verstärkung werden Inserts, welche mittels des Verfahrens Fused Deposition Modeling hergestellt werden, in einem zur Herstellung von Hybridbauteilen angepassten Zugprüfstabwerkzeug umspritzt. Dabei wurden Materialien und Geometrien variiert, um Effekte, Wechselwirkungen und die Grenzen des Prozesses zu untersuchen.Die verwendeten Materialien werden hierzu umfassend charakterisiert und die Fertigungsprozesse näher betrachtet, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Verfahren Fused Deposition Modeling liegt. Dieses Verfahren wird anhand umfangreicher Recherchen näher beschrieben und durch Versuche ergänzt.Es konnte gezeigt werden, dass bei bestimmten Materialkombinationen und Geometrien Festigkeitssteigerungen bei Hybridbauteilen gegenüber rein spritzgegossenen Bauteilen erreicht werden können. Jedoch zeigte sich, dass die Kombination von glasfaserverstärkten Insertmaterial mit Spritzgießmaterialien aufgrund herausragender Glasfasern zum vorzeitigen Versagen der Hybridbauteile bei ungünstiger Auslegung führen kann.
Aktualisiert: 2022-09-30
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Das Buch bietet eine Hilfestellung bei der Auswahl der am besten geeigneten Retrofitlösung für die eigene, spezifische Aufgabenstellung.
Aktualisiert: 2022-06-30
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Additive Fertigungsverfahren erlauben große Designfreiheiten, die durch Design for Additive Manufacturing (DfAM) ausgeschöpft werden können. An AM-Leichtbauteile werden besonders hohe Steifigkeits- und Festigkeitsanforderungen gestellt. Hierfür eignen sich besonders Faser-Kunststoff-Verbunde. Mit dem Fused Layer Modelling-(FLM-)Verfahren lässt sich die ausgeprägte Anisotropie der Faser-Kunststoff-Verbunde im Vergleich zu anderen AM-Verfahren sehr zielgerichtet einsetzen.
In dieser Dissertation wird daher ein strukturierter DfAM-Ansatz zur Auslegung kurzfaserverstärkter FLM-Leichtbauteile vorgestellt. Dieser berücksichtigt die orthotropen Materialeigenschaften zunächst durch eine Baurichtungsoptimierung, die den Kraftfluss im Bauteil möglichst planar in der Druckplattformebene führt. Anschließend folgt eine Topologieoptimierung mit orthotropem Materialmodell, die sowohl Außengestalt als auch Infill simultan optimiert. Eine Extrusionspfadgenerierung überführt Ergebnisse dann in druckbare Bauteile. Eine strukturmechanische FLM-Simulation erlaubt den Vergleich verschiedener FLM-Bauteile mit verschiedenen Infill-Mustern.
Zur Demonstration wird ein Tragwerksknoten unter zwei Lastfällen mit dem neuen Ansatz optimiert. Die entstehende Geometrie; dieselbe Geometrie, jedoch mit anderen Infill-Mustern; und eine konventionell ausgelegte Variante werden mittels FLM-Simulation verglichen. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Steifigkeitsgewinn des neuen Ansatzes gegenüber konventionellen Alternativen, der Produktentwickelnde zudem strukturiert durch den DfAM-Prozess mit seinen herausfordernden Designfreiheiten führt
Aktualisiert: 2022-05-05
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Das Buch bietet eine Hilfestellung bei der Auswahl der am besten geeigneten Retrofitlösung für die eigene, spezifische Aufgabenstellung.
Aktualisiert: 2023-01-19
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Das Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein Verfahren zur additiven Fertigung (AF), welches von der Firma Stratasys Ltd. (früher Stratasys Inc.) kommerzialisiert wurde. Heute existieren auch FDM Maschinen anderer Hersteller. Im Gegensatz zu den Maschinen von Stratasys können bei diesen die Prozessparameter frei gewählt werden. Dadurch ist die Verarbeitung herstellerfremder Materialien möglich. Wie in allen AF-Verfahren, werden im FDM bestimmte Anforderungen an die zu verarbeitenden Materialien gestellt. Die Materialien sollten daher speziell für das FDM ausgewählt bzw. entwickelt werden. Die für eine gute Verarbeitbarkeit notwendigen Materialeigenschaften sind aktuell jedoch nicht hinreichend bekannt. Vielmehr sind auch keine Vorgehensweisen bekannt, um die Verarbeitungseignung verschiedener Materialien im FDM zu bewerten.
Im Rahmen dieser Arbeit werden daher Vorgehensweisen vorgestellt, um die Verarbeitungseignung thermoplastischer Kunststoffe im FDM anhand bestimmter Merkmale zu bewerten. Die Schweißnahtqualität, der Bauteilverzug und die Gestaltungsfreiheit werden als wichtige Merkmale identifiziert. Unter Beachtung relevanter Einflussgrößen werden je Merkmal Probekörper und Prüfmethoden entwickelt, um merkmalspezifische Kennwerte zu definieren. Dadurch ist der Vergleich unterschiedlicher Materialien, unabhängig von der verwendeten Maschine und der Datenaufbereitung, möglich. Letztendlich werden verschiedene Materialmodifikationen auf Basis von PA 6 erstellt und mit Hilfe der vorgestellten Vorgehensweisen untersucht und bewertet.
Aktualisiert: 2021-07-15
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Additive Fertigungsverfahren halten in den letzten Jahren zunehmend Einzug in die Industrie, da sie es den Unternehmen unter anderem ermöglichen, Bauteile in beliebiger Komplexität und der Qualität von Endprodukten zu fertigen. Unter den zahlreichen Verfahren haben sich vor allem die Stereolithografie, das Selektive Laser-Sintern sowie das weltweit meistgenutzte Fused Layer Modeling (FLM) auf dem Markt etabliert. Prozessbedingt bestehen FLM-Bauteile aus vielen einzelnen Filamentbahnen, was dazu führt, dass sie nicht die gleichen mechanischen Eigenschaften aufweisen wie das Grundmaterial, aus dem sie bestehen. Aus diesem Grund ist eine sichere Auslegung und Dimensionierung derartiger Bauteile für bestimmten Einsatzzwecke nicht auf der Grundlage von Materialkenndaten möglich, wie es beispielsweise bei klassisch gefertigten Teilen der Fall ist.
Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, ein Modell zu entwickeln, mit dem sich dieses Problem überwinden lässt. Das Modell basiert hauptsächlich auf der Diffusionstheorie und geht von der Annahme aus, dass einzelne Molekülketten über die Grenzfläche zwischen zwei angrenzenden Filamentbahnen diffundieren und dadurch eine Fügeverbindung erzeugen. Mit dem Modell soll es möglich sein, die Festigkeit dieser Verbindung vorherzusagen, sodass daraus die mechanischen Eigenschaften eines FLM-Bauteils abgeleitet werden können. Da die Diffusionprozesse stark von der Temperatur in der Grenzfläche zwischen den Filamentbahnen abhängen, besteht ein wesentlicher Teil dieser Arbeit in der Entwicklung eines weiteren Modells, mit dem diese Temperatur bestimmt werden kann.
Aktualisiert: 2021-05-06
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Im Rahmen dieser Arbeit wird das additive Fertigungsverfahren Fused Deposition Modeling (FDM) hinsichtlich der erzielbaren Bauteilqualität untersucht. Der Fokus liegt auf den mechanischen und geometrischen Eigenschaften für Bauteile aus ABS-M30. Hierzu er-folgt eine grundlegende Eruierung aller Einflussfaktoren auf die Bauteilqualität. Die Einflussfaktoren, die von besonderer Bedeutung sind, werden mithilfe von experimentellen Untersuchungen genauer analysiert. Ein wichtiges Merkmal im FDM-Prozess ist die Temperatur und die Luftströmung im Bauraum der Fertigungsmaschine, sodass neben der Ermittlung des Istzustandes auch eine Optimierung dieser erarbeitet wird. In den weiteren Hauptkapiteln wird neben dem Einfluss der Temperatur und Luftströmung auch der Einfluss der Strangablagestrategie untersucht. Die Strangablagestrategie kann zu einer gezielten Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von FDM-Bauteilen genutzt werden. Die Einflüsse der Strangablagestrategie auf die geometrischen Bauteileigenschaften werden in Form von Maß- und Formabweichungen ermittelt. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist die grundlegende Analyse über die Ursache von Maßabweichungen an FDM-Probekörpern. Zur Reduzierung der auftretenden Maßabweichungen, wird eine Methode erarbeitet, die zur Bestimmung von optimierten Schwindungsfaktoren dient. Die optimierten Schwindungsfaktoren werden genutzt, um die Maßabweichungen an FDM-Bauteilen maßgeblich zu reduzieren.
Aktualisiert: 2020-07-19
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Mit seiner Eignung für den Einsatz in Luftfahrzeugen stellt vor allem der Werkstoff Ultem 9085 in Verbindung mit der Verarbeitbarkeit im Fused Deposition Modeling (FDM) Prozesses ein großes Potential für die Kleinserienfertigung mittels additiver Fertigungstechnologien im Luftfahrtbereich dar. Hier bestehen aufgrund der Schichtbauweise Herausforderungen zur Optimierung der Oberflächenqualität. Des Weiteren ist das Ermüdungsverhalten von FDM-Strukturen noch unzureichend erforscht.
Mit dem Schwerpunkt auf dem Werkstoff Ultem 9085 sind im Rahmen dieser Dissertation zunächst Nachbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Oberflächenqualität analysiert worden. Hier konnten Oberflächenrauheiten durch den Einsatz eines chemischen Nachbehandlungsprozesses um bis zu 80 % reduziert werden. Die dabei als Nebeneffekt erzeugte Schließung der porösen Oberflächenstruktur begünstigte zudem einen anschließenden Metallisierungsprozess zur Veredelung der Oberflächenstruktur. Die Ermüdungseigenschaften fallen für FDM-Strukturen aufgrund der inneren und äußeren Kerben im Vergleich zu spritzgegossenen Substraten vergleichsweise gering aus. Durch Überfüllung der Bau-teile und gezielte Strangorientierungen kann die Lebensdauer insbesondere für seitlich und flach aufgebaute Zugprüfkörper erhöht werden. Der chemische Nachbehandlungsprozess wirkt sich durch die Reduzierung von äußeren Kerben vor allem positiv auf die mechanischen Eigenschaften von aufrecht hergestellten Strukturen aus.
Aktualisiert: 2020-07-30
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So integrieren Sie 3D-Druck in Ihre Fertigungsprozesse
Additive Fertigungsverfahren finden nicht nur im Prototypen- und Werkzeugbau Anwendung, sondern kommen zunehmend auch in der industriellen Produktion zum Einsatz. Am Beispiel Fused Layer Modeling (FLM) zeigt Ihnen dieser Leitfaden, wie Sie 3D-Druck in Ihre Fertigungsprozesse integrieren. Er wendet sich an Geschäftsführer, Fertigungsleiter und Produktionsverantwortliche, die auf der Suche nach flexiblen Produktionswegen und maßgeschneiderten Kundenlösungen sind.
Das Buch beleuchtet die Potenziale, Herausforderungen und Anwendungsfelder des 3D-Drucks. Dabei wird auch auf Trends wie Industrie 4.0, Nachhaltigkeit und personalisierte Produktion eingegangen. Sie lernen die Besonderheiten des FLM-Produktentwicklungs- und Fertigungsprozesses sowie die gängigen additiven Systeme, Werkstoffe und Nachbearbeitungstechniken kennen. Weitere Themen sind der Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) sowie die Integration von Funktionen in additive Bauteile.
Darüber hinaus liefert das Buch Ihnen konkrete Entscheidungsgrundlagen für die Integration von 3D-Druck im Unternehmen – sei es als Ergänzung zu konventionellen Fertigungsverfahren oder als Stand-Alone-Lösung. Es stellt die Rahmenbedingungen, Anforderungen und Einflussfaktoren vor, die bei der Einführung von Additiven Fertigungsverfahren zu berücksichtigen sind. Ein Bewertungsschema unterstützt Sie dabei. Zahlreiche Anwendungsbeispiele aus der Industrie runden den Inhalt ab.
Systemvoraussetzungen für E-Book inside: Internet-Verbindung und Adobe-Reader oder Ebook-Reader bzw. Adobe Digital Editions
Aktualisiert: 2023-03-21
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Additive Manufacturing Processes are commonly used to generate prototypes in industrial environments. One such process is the 2½-dimensional Fused Layer Manufacturing (FLM) ptototyping process. The FLM uses thermoplastic filaments to create physical parts for initial investigations and inspections. However, the current FLM process is not capable of producing functional prototypes due to the weak interlayer cohesion of the parts. The weakness of the internal structure is due to the marginal interlaminar bonding of each layer to the top layer which is additionally overlapped by continiously generated notches inside the structure of the parts.
By using an enhanced low-cost FLM-device (at a cost of typically 1.000 €) with open build space and open-source software, it is possible to create a significant interlayer-bonding improvement. If the surface of the part is exposed to a higher temperature at the moment of joining, either by focused infrared radiation or the use of hot air, then the overall layer cohesion is significantly increased. The enhanced layer cohesion due to molecular entanglements can be quantified by impact-testing the parts according to the Charpy method, and the the optical appearance of the fracture surface is changed due to crazing. The improvement of the interlayer bonding is represented by the increase of impact energy. By optical microscopy it can be shown that layer cohesion is increased by use of the methodically developped process enhancements.
Identical test specimen were manufactured using a high-end FLM device (investment cost of the order of 15.000 €) with a build-chamber temperature of 75 °C, and were tested under similar conditions. The results here showed comparable interlayer-bonding as obtained by the low-cost FLM device, thus validating the improved deposition process developed for producing functional prototypes with a low-cost FLM device.
Aktualisiert: 2022-09-30
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Die nutzbringende Anwendung additiver Fertigungsverfahren erfordert einen sicheren Umgang mit der Technologie. Hierzu ist fundiertes Wissen über die verwendeten Verfahren und Werkstoffe, aber auch über die fertigungsgerechte Konstruktion, die Qualitätssicherung sowie den strategisch sinnvollen Einsatz der Verfahren erforderlich. Dieses Wissen wird durch das Handbuch praxisnah vermittelt.
Aktualisiert: 2022-11-27
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Die nutzbringende Anwendung additiver Fertigungsverfahren erfordert einen sicheren Umgang mit der Technologie. Hierzu ist fundiertes Wissen über die verwendeten Verfahren und Werkstoffe, aber auch über die fertigungsgerechte Konstruktion, die Qualitätssicherung sowie den strategisch sinnvollen Einsatz der Verfahren erforderlich. Dieses Wissen wird durch das Handbuch praxisnah vermittelt.
Aktualisiert: 2022-03-23
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So integrieren Sie 3D-Druck in Ihre Fertigungsprozesse
Additive Fertigungsverfahren finden nicht nur im Prototypen- und Werkzeugbau Anwendung, sondern kommen zunehmend auch in der industriellen Produktion zum Einsatz. Am Beispiel Fused Layer Modeling (FLM) zeigt Ihnen dieser Leitfaden, wie Sie 3D-Druck in Ihre Fertigungsprozesse integrieren. Er wendet sich an Geschäftsführer, Fertigungsleiter und Produktionsverantwortliche, die auf der Suche nach flexiblen Produktionswegen und maßgeschneiderten Kundenlösungen sind.
Das Buch beleuchtet die Potenziale, Herausforderungen und Anwendungsfelder des 3D-Drucks. Dabei wird auch auf Trends wie Industrie 4.0, Nachhaltigkeit und personalisierte Produktion eingegangen. Sie lernen die Besonderheiten des FLM-Produktentwicklungs- und Fertigungsprozesses sowie die gängigen additiven Systeme, Werkstoffe und Nachbearbeitungstechniken kennen. Weitere Themen sind der Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) sowie die Integration von Funktionen in additive Bauteile.
Darüber hinaus liefert das Buch Ihnen konkrete Entscheidungsgrundlagen für die Integration von 3D-Druck im Unternehmen – sei es als Ergänzung zu konventionellen Fertigungsverfahren oder als Stand-Alone-Lösung. Es stellt die Rahmenbedingungen, Anforderungen und Einflussfaktoren vor, die bei der Einführung von Additiven Fertigungsverfahren zu berücksichtigen sind. Ein Bewertungsschema unterstützt Sie dabei. Zahlreiche Anwendungsbeispiele aus der Industrie runden den Inhalt ab.
Aktualisiert: 2022-12-15
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So integrieren Sie 3D-Druck in Ihre Fertigungsprozesse
Additive Fertigungsverfahren finden nicht nur im Prototypen- und Werkzeugbau Anwendung, sondern kommen zunehmend auch in der industriellen Produktion zum Einsatz. Am Beispiel Fused Layer Modeling (FLM) zeigt Ihnen dieser Leitfaden, wie Sie 3D-Druck in Ihre Fertigungsprozesse integrieren. Er wendet sich an Geschäftsführer, Fertigungsleiter und Produktionsverantwortliche, die auf der Suche nach flexiblen Produktionswegen und maßgeschneiderten Kundenlösungen sind.
Das Buch beleuchtet die Potenziale, Herausforderungen und Anwendungsfelder des 3D-Drucks. Dabei wird auch auf Trends wie Industrie 4.0, Nachhaltigkeit und personalisierte Produktion eingegangen. Sie lernen die Besonderheiten des FLM-Produktentwicklungs- und Fertigungsprozesses sowie die gängigen additiven Systeme, Werkstoffe und Nachbearbeitungstechniken kennen. Weitere Themen sind der Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) sowie die Integration von Funktionen in additive Bauteile.
Darüber hinaus liefert das Buch Ihnen konkrete Entscheidungsgrundlagen für die Integration von 3D-Druck im Unternehmen – sei es als Ergänzung zu konventionellen Fertigungsverfahren oder als Stand-Alone-Lösung. Es stellt die Rahmenbedingungen, Anforderungen und Einflussfaktoren vor, die bei der Einführung von Additiven Fertigungsverfahren zu berücksichtigen sind. Ein Bewertungsschema unterstützt Sie dabei. Zahlreiche Anwendungsbeispiele aus der Industrie runden den Inhalt ab.
Aktualisiert: 2022-12-15
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Die nutzbringende Anwendung additiver Fertigungsverfahren erfordert einen sicheren Umgang mit der Technologie. Hierzu ist fundiertes Wissen über die verwendeten Verfahren und Werkstoffe, aber auch über die fertigungsgerechte Konstruktion, die Qualitätssicherung sowie den strategisch sinnvollen Einsatz der Verfahren erforderlich. Dieses Wissen wird durch das Handbuch praxisnah vermittelt.
Aktualisiert: 2023-04-03
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