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Schnelle kostengerechte Bauteilgestaltung für die additive Fertigung

  • Peter HartoghEmail author
  • Thomas Vietor
Conference paper

Zusammenfassung

Bei der additiven Fertigung können nach der Erstellung von 3D-CAD-Modellen Aussagen zur Herstellzeit und zum Materialverbrauch generiert werden, mithilfe derer die Herstellkosten eines Bauteils abgeschätzt werden können. Nach der Prozesskette der additiven Fertigung ist die Bestimmung dieser Größen berechnungs- und zeitintensiv.

Die Ausführungen dieser Arbeit sollen einen Beitrag zur kostengerechten Bauteilgestaltung leisten, indem eine kontinuierliche und schnelle Vorhersage von Fertigungsmerkmalen während der Arbeit im CAD-Programm bereitgestellt wird. Der Einfluss einer Änderung von Fertigungsparametern auf die Herstellkosten soll für eine Vielzahl von Bauteilen simultan und unmittelbar sichtbar werden.

Über die Ausprägung der Merkmale Volumen, Oberfläche und Bauteilhöhe werden CAD-Modelle in Vergleichskörper abstrahiert, die in Bruchteilen einer Sekunde automatisiert berechnet werden können. Dieses voll parametrische Berechnungsschema ist unabhängig vom additiven Fertigungsverfahren und kann in jedes CAD-Programm integriert werden. Die Arbeit schließt an zuvor veröffentlichte Arbeiten an. Eine kostengerechte Bauteilgestaltung wird mithilfe der Vorhersagealgorithmen in einem CAD-System für eine beispielhafte Baugruppe und das Fused Deposition Modeling dargestellt.

Schlüsselwörter

Additive Fertigung Produktentwicklung Zeitvorhersage Kostenvorhersage Fused Deposition Modeling 

Literatur

  1. 1.
    Merkt, S., Hinke, C., Schleifenbaum, H., & Voswinckel, H. Geometric complexity analysis in an integrative technology evaluation model (ITEM) for selective laser melting (SLM). South African Journal of Industrial Engineering, 23(2), 97–105. 2012.Google Scholar
  2. 2.
    Levy GN. Additive manufacturing in manufacturing: a future oriented technology with high degree of innovation potentials – are we ready? Challenges and chances to handle. In: European Forum on Additive Manufacturing. 2013 https://csissaclay.files.wordpress.com/2013/10/aefa_2013_levy.pdf (Zugriff 28.07.18)
  3. 3.
    Conner, B. P., Manogharan, G. P., Martof, A. N., Rodomsky, L. M., Rodomsky, C. M., Jordan, D. C., & Limperos, J. W. (2014). Making sense of 3-D printing: Creating a map of additive manufacturing products and services. Additive Manufacturing, 1, 64–76CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Lippert, R. B. Restriktionsgerechtes Gestalten gewichtsoptimierter Strukturbauteile für das Selektive Laserstrahlschmelzen. TEWISS. 2018.Google Scholar
  5. 5.
    Kumke, M., Watschke, H., Hartogh, P., Bavendiek, A. K., & Vietor, T. (2017). Methods and tools for identifying and leveraging additive manufacturing design potentials. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 12(2), 481–493.CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Hartogh, P., Vietor, T. Unterstützung des Entscheidungsprozesses in der Produktentwicklung additiv herzustellender Produkte mithilfe von Ähnlichkeitskennzahlen. In Additive Manufacturing Quantifiziert (pp. 49–68). Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. 2017.CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Hartogh, P., Vietor, T. Vorhersage der Fertigungszeit und -kosten für die additive Serienfertigung. In Additive Serienfertigung: Erfolgsfaktoren und Handlungsfelder für die Anwendung (pp. 69–87). Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. 2018.CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Hartogh, P. Generische Vorhersage von Fertigungsmerkmalen additiv herzustellender Produte. Dissertation, Technische Universität Braunschweig, Verlag Dr. Hut, 2018, ISBN: 978-3-8439-3749-8.Google Scholar
  9. 9.
    Gebhardt, A. Generative Fertigungsverfahren Additive Manufacturing und 3D Drucken für Prototyping – Tooling – Produktion. Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2013. 4., neu bearbeitete und erweiterte Auflage.Google Scholar
  10. 10.
    Gebhardt, A. Generative fertigungsverfahren: Rapid Prototyping – Rapid Tooling–Rapid Manufacturing. 3. Aufl. München. 2007.Google Scholar
  11. 11.
    Kirchner, K. Entwicklung eines Informationssystems für den effizienten Einsatz generativer Fertigungsverfahren im Produktentwicklungsprozess. Dissertation, Technische Universität Braunschweig, 2011.Google Scholar
  12. 12.
    Beispielprodukt: 3DBenchy. http://www.3dbenchy.com/, 2018. Zugriff:2018-07-31.
  13. 13.
    Rickenbacher, L., Spierings, A., & Wegener, K. (2013). An integrated cost-model for selective laser melting (SLM). Rapid Prototyping Journal, 19(3), 208–214.CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

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Authors and Affiliations

  1. 1.Technische Universität BraunschweigInstitut für KonstruktionstechnikBraunschweigDeutschland

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