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TESTE DEIN WISSEN
Wie lautet die Begriffsdefinition nach VDI 3405: Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Direct Manufacturing, Addtive Repair?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Rapid Prototyping
„Additive Herstellung von Bauteilen mit eingeschränkter Funktionalität, bei denen jedoch spezifische Merkmale ausreichend gut ausgeprägt sind“

Rapid Tooling
„Anwendung der additiven Methoden und Verfahren auf den Bau von Endprodukten, die als Werkzeuge, Formen oder Formeinsätzen verwendet werden“

Direct Manufacturing
„Additive Herstellung von Endprodukten“

Additive Repair
„additiven Herstellungsprozess für Rekonstruktionen und Modifizierungen bereits gefertigter Komponenten“
Verfahren ist im Produktlebenszyklus in der Nutzungsphase allokiert
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TESTE DEIN WISSEN
Pre-Prozess
2. Bauteilplatzierung
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Position
Platzierung des Bauteils im Bauraum, die durch
Translation des Bauteils entlang der Koordinatenachsen
des Maschinenkoordinatensystems verändert wird.

Orientierung
Ausrichtung des Bauteils im Bauraum, die durch Drehen
des Bauteils um die Koordinatenachsen des
Bauteilkoordinatensystems verändert wird.

Anordnung
Lage von simultan gefertigten Bauteilen im Bauraum. (Anmerkung: Die Bauteilanordnung ist eine Kombination
aus Bauteilorientierung und -positionierung)
• Treppenstufeneffekt
• Anisotropie

Generierung von Stützstrukturen
• Überhänge
• Wärmeleitung
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TESTE DEIN WISSEN
Pre-Prozess
3. Slicen
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Der Slice Prozess ist für alle additiven Fertigungsverfahren gleichermaßen im Rahmen des Pre-Prozesses durchzuführen. Das Slicen umfasst:
• das Zerschneiden des Volumen-Modells in eine Vielzahl von zu bauenden Schichten
• das Zuweisen der Schichtinformationen, d.h. der entsprechenden Parameter zur Erzeugung der einzelnen Konturlinien pro Schicht.
  • Schichtdicke(-»Treppenstufeneffekt)
  • Infill
  • Stützstrukturen
  • Verfahrgeschwindigkeit
  • Verfahrensweg des Algorithmus
  • Aufzubringende Energie (Wärme, Laser, UV,...)
• Erstellung des G-Codes

Die "geslicten" Konturdaten besitzen untereinander keinen Bezug mehr in z-Richtung, wodurch ein nachträgliches Skalieren nicht mehr möglich ist. Bei einigen Technologien wird dieser Prozess nach Einstellung erforderlicher Parameter (z.B. der Schichtdicke) - selbstständig von der Software ausgeführt.
In Abhängigkeit von den Fertigungsanlagen erfolgt die Aufbereitung und Speicherung dieser Schichtdaten durch separate, herstellerspezifische Software (Cura, Magics, etc.).


Optimierungsproblem:
Schichtdicke-Fertigungszeit
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TESTE DEIN WISSEN
Pre-Prozess
4. Maschinensetup
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Einstellen von Parametern
• Temperatur
   • Substratplatte
   • Bauraum
• Schutzgasatmosphäre
• Energieeintrag
• Verfahrgeschwindigkeit

-> Einstellung einiger Parameter sowie Kalkulation
der offenen Parameter
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TESTE DEIN WISSEN
In-Prozess: 1. Bauprozess
Nennen sie typische Schritte eines Bauprozesses? In welche Baurichtung wird das Bauteil aufgebaut?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Der Bauprozess ist abhängig vom physikalischen Wirkprinzip einer Technologie, wie z.B. Schmelzen, Aushärten oder Verkleben des Ausgangsmaterials.
Typische Schritte eines Bauprozesses sind:
  • Aufheizphase (Bauraum oder Plattform)
  • Anhaftung an Bauplattform
  • Schichtweiser Aufbau in x-, y- und z-Richtung
  • Erzeugung einer (Near-) Net-Shape Geometrie

Baurichtung
Positive Richtung, in die der Aufbau des Bauteils schichtweise erfolgt
Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN
In-Prozess: 1. Bauteilprozess
Erklären Sie was ein Voxel ist!
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
1-Dimensional: Voxel
 • die kleinste, bei der Aufbringung vom Material verwendete Größe ist das sogenannte Voxel (Volumenelementen, Volumétrica Pixel oder Volumetric Picture Element).
• ein Voxel entspricht dem Wert auf einem regelmäßigen Gitter in einem dreidimensionalen Raum.
• ein Voxel ist die Analogie zu einem Pixel, welche zur Darstellung von Zweidimensionalen Bilddatenbank in einer Bitmap verwendet werden.

(Bild einfügen)

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TESTE DEIN WISSEN
In-Prozess: 1. Bauprozess
Erklären die was im Bauprozess Pfade sind.
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
2-Dimensional: Pfade
• Stoffschlüssige Verbindungen von direkt benachbarteb Voxeln
• Voxel werden auf- und aneinander gefügt
• Ein Layer ist das Ergebnis der Verfestigung eines Pfades

Software-spezifische Algorithmen für Layer
simple Algorithmen 
•von links nach rechts
• von innen nach außen

 komplexe Algorithmen 
 •Maßgebliche Verbesserung der Bauteileigenschaften
 • Zuerst Verfestigung der Konturen und anschließend der Flächen
• oftmals mit variierenden Maschinenparametern um Materialeigenschaften weiter zu verbessern



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TESTE DEIN WISSEN
In-Prozess: 1. Bauprozess 
Erklären wie im Bauprozess das Volumen definiert is!
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
3-Dimensional: Volumen 
• das stoffschlüssige Verbinden von mehreren Layern erzeugt ein Volume.
• Ziel ist es, dass materialisierte Volumen dem CAD-Modell entspricht.
• Beim Schichtaufbau, also dem stoffschlüssigen Verbinden von Layern, variieren meist die Algorithmen zur Erzeugung eines Pfades die Parameter so, dass jeweils im Winkelversatz des verfestigten Materials im Vergleich zu der darunterliegenden Ebene entsteht.
Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN
Post-Prozess
Erklären Sie was im Post-Prozess geschiet.
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Nachbearbeitungsaufwand
•Abhängig von Fertigungsverfahren und
Bauteilanforderung
•Trennung von der Bauplattform,
•Reinigung

Überschüssiges Material
•Entfernung und Aufbereitung von nicht
verfestigtem Material

Stützstrukturen
•Tragen nicht zur Bauteilfunktion bei
•Oftmals mechanisches Entfernen
•Mitunter Einsatz von wasser- oder chemisch-
löslichen Stützstrukturen

Verifizierung
•Vermessen der Bauteiloberfläche
•Detektion von Lunkern oder Fehlstellen
Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN
Finishing:
Was wird beim Finishing gemacht?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Prozessunabhängige nicht-additive Bearbeitungsschritte

Mechanisch
• Nachbearbeitung Flächen - Einstellen von Oberflächen/Funktionsflächen

Thermisch
• Minimierung von Spannungen
• Homogenisieren der Materialeigenschaften

Chemisch

Nachbearbeitungsverfahren
-additiv:
• Beschichten
• Thermisches Spritzen
• Thermodiffusion

- subtraktiv:
• Schleifen
• Polieren
• Fräsen
• Drehen

- umformend:
• Laserpolieren
• Laser Shot Peening
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TESTE DEIN WISSEN
Fused Layer Modeling (FLM):
Welche Vor- und Nachteile bringt das FLM-Verfahren? Welche Materialien können verwendet werden?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Fused Layer Modeling (FLM)
Vorteile:
• kostengünstig 
• Widerstandsfähige Bauteile
• Einfache Bedienung und Inbetriebnahme 
• Aufbau im DIY

Nachteile:
• Starke Treppenstufeneffekte
• Mittlere Fertigungsgenauigkeit
• nur begrenzt Mehrfarbig
• Stützkonstruktionen und Nacharbeit notwendig
• Langsamer Fertigungsprozess

Material:
• Thermoplastische Kunststoffe, wie z.B.: PLA, ABS, PC,….

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TESTE DEIN WISSEN
Fused Layer Modeling (FLM)
Was sind die charakteristische Eigenschaften dieses Verfahrens?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
FLM:
Auflösung in x, y Richtung - Abhängig von Düsendurchmesser
Schichtdicke in z Richtung - 600 - 100 μm
Baugeschwindigkeit - Langsam
Kosten der Anlage - Gering
Kosten im Betrieb -  Gering
Atmosphäre - Luft
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Q:
Wie lautet die Begriffsdefinition nach VDI 3405: Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Direct Manufacturing, Addtive Repair?
A:
Rapid Prototyping
„Additive Herstellung von Bauteilen mit eingeschränkter Funktionalität, bei denen jedoch spezifische Merkmale ausreichend gut ausgeprägt sind“

Rapid Tooling
„Anwendung der additiven Methoden und Verfahren auf den Bau von Endprodukten, die als Werkzeuge, Formen oder Formeinsätzen verwendet werden“

Direct Manufacturing
„Additive Herstellung von Endprodukten“

Additive Repair
„additiven Herstellungsprozess für Rekonstruktionen und Modifizierungen bereits gefertigter Komponenten“
Verfahren ist im Produktlebenszyklus in der Nutzungsphase allokiert
Q:
Pre-Prozess
2. Bauteilplatzierung
A:
Position
Platzierung des Bauteils im Bauraum, die durch
Translation des Bauteils entlang der Koordinatenachsen
des Maschinenkoordinatensystems verändert wird.

Orientierung
Ausrichtung des Bauteils im Bauraum, die durch Drehen
des Bauteils um die Koordinatenachsen des
Bauteilkoordinatensystems verändert wird.

Anordnung
Lage von simultan gefertigten Bauteilen im Bauraum. (Anmerkung: Die Bauteilanordnung ist eine Kombination
aus Bauteilorientierung und -positionierung)
• Treppenstufeneffekt
• Anisotropie

Generierung von Stützstrukturen
• Überhänge
• Wärmeleitung
Q:
Pre-Prozess
3. Slicen
A:
Der Slice Prozess ist für alle additiven Fertigungsverfahren gleichermaßen im Rahmen des Pre-Prozesses durchzuführen. Das Slicen umfasst:
• das Zerschneiden des Volumen-Modells in eine Vielzahl von zu bauenden Schichten
• das Zuweisen der Schichtinformationen, d.h. der entsprechenden Parameter zur Erzeugung der einzelnen Konturlinien pro Schicht.
  • Schichtdicke(-»Treppenstufeneffekt)
  • Infill
  • Stützstrukturen
  • Verfahrgeschwindigkeit
  • Verfahrensweg des Algorithmus
  • Aufzubringende Energie (Wärme, Laser, UV,...)
• Erstellung des G-Codes

Die "geslicten" Konturdaten besitzen untereinander keinen Bezug mehr in z-Richtung, wodurch ein nachträgliches Skalieren nicht mehr möglich ist. Bei einigen Technologien wird dieser Prozess nach Einstellung erforderlicher Parameter (z.B. der Schichtdicke) - selbstständig von der Software ausgeführt.
In Abhängigkeit von den Fertigungsanlagen erfolgt die Aufbereitung und Speicherung dieser Schichtdaten durch separate, herstellerspezifische Software (Cura, Magics, etc.).


Optimierungsproblem:
Schichtdicke-Fertigungszeit
Q:
Pre-Prozess
4. Maschinensetup
A:
Einstellen von Parametern
• Temperatur
   • Substratplatte
   • Bauraum
• Schutzgasatmosphäre
• Energieeintrag
• Verfahrgeschwindigkeit

-> Einstellung einiger Parameter sowie Kalkulation
der offenen Parameter
Q:
In-Prozess: 1. Bauprozess
Nennen sie typische Schritte eines Bauprozesses? In welche Baurichtung wird das Bauteil aufgebaut?
A:
Der Bauprozess ist abhängig vom physikalischen Wirkprinzip einer Technologie, wie z.B. Schmelzen, Aushärten oder Verkleben des Ausgangsmaterials.
Typische Schritte eines Bauprozesses sind:
  • Aufheizphase (Bauraum oder Plattform)
  • Anhaftung an Bauplattform
  • Schichtweiser Aufbau in x-, y- und z-Richtung
  • Erzeugung einer (Near-) Net-Shape Geometrie

Baurichtung
Positive Richtung, in die der Aufbau des Bauteils schichtweise erfolgt
Mehr Karteikarten anzeigen
Q:
In-Prozess: 1. Bauteilprozess
Erklären Sie was ein Voxel ist!
A:
1-Dimensional: Voxel
 • die kleinste, bei der Aufbringung vom Material verwendete Größe ist das sogenannte Voxel (Volumenelementen, Volumétrica Pixel oder Volumetric Picture Element).
• ein Voxel entspricht dem Wert auf einem regelmäßigen Gitter in einem dreidimensionalen Raum.
• ein Voxel ist die Analogie zu einem Pixel, welche zur Darstellung von Zweidimensionalen Bilddatenbank in einer Bitmap verwendet werden.

(Bild einfügen)

Q:
In-Prozess: 1. Bauprozess
Erklären die was im Bauprozess Pfade sind.
A:
2-Dimensional: Pfade
• Stoffschlüssige Verbindungen von direkt benachbarteb Voxeln
• Voxel werden auf- und aneinander gefügt
• Ein Layer ist das Ergebnis der Verfestigung eines Pfades

Software-spezifische Algorithmen für Layer
simple Algorithmen 
•von links nach rechts
• von innen nach außen

 komplexe Algorithmen 
 •Maßgebliche Verbesserung der Bauteileigenschaften
 • Zuerst Verfestigung der Konturen und anschließend der Flächen
• oftmals mit variierenden Maschinenparametern um Materialeigenschaften weiter zu verbessern



Q:
In-Prozess: 1. Bauprozess 
Erklären wie im Bauprozess das Volumen definiert is!
A:
3-Dimensional: Volumen 
• das stoffschlüssige Verbinden von mehreren Layern erzeugt ein Volume.
• Ziel ist es, dass materialisierte Volumen dem CAD-Modell entspricht.
• Beim Schichtaufbau, also dem stoffschlüssigen Verbinden von Layern, variieren meist die Algorithmen zur Erzeugung eines Pfades die Parameter so, dass jeweils im Winkelversatz des verfestigten Materials im Vergleich zu der darunterliegenden Ebene entsteht.
Q:
Post-Prozess
Erklären Sie was im Post-Prozess geschiet.
A:
Nachbearbeitungsaufwand
•Abhängig von Fertigungsverfahren und
Bauteilanforderung
•Trennung von der Bauplattform,
•Reinigung

Überschüssiges Material
•Entfernung und Aufbereitung von nicht
verfestigtem Material

Stützstrukturen
•Tragen nicht zur Bauteilfunktion bei
•Oftmals mechanisches Entfernen
•Mitunter Einsatz von wasser- oder chemisch-
löslichen Stützstrukturen

Verifizierung
•Vermessen der Bauteiloberfläche
•Detektion von Lunkern oder Fehlstellen
Q:
Finishing:
Was wird beim Finishing gemacht?
A:
Prozessunabhängige nicht-additive Bearbeitungsschritte

Mechanisch
• Nachbearbeitung Flächen - Einstellen von Oberflächen/Funktionsflächen

Thermisch
• Minimierung von Spannungen
• Homogenisieren der Materialeigenschaften

Chemisch

Nachbearbeitungsverfahren
-additiv:
• Beschichten
• Thermisches Spritzen
• Thermodiffusion

- subtraktiv:
• Schleifen
• Polieren
• Fräsen
• Drehen

- umformend:
• Laserpolieren
• Laser Shot Peening
Q:
Fused Layer Modeling (FLM):
Welche Vor- und Nachteile bringt das FLM-Verfahren? Welche Materialien können verwendet werden?
A:
Fused Layer Modeling (FLM)
Vorteile:
• kostengünstig 
• Widerstandsfähige Bauteile
• Einfache Bedienung und Inbetriebnahme 
• Aufbau im DIY

Nachteile:
• Starke Treppenstufeneffekte
• Mittlere Fertigungsgenauigkeit
• nur begrenzt Mehrfarbig
• Stützkonstruktionen und Nacharbeit notwendig
• Langsamer Fertigungsprozess

Material:
• Thermoplastische Kunststoffe, wie z.B.: PLA, ABS, PC,….

Q:
Fused Layer Modeling (FLM)
Was sind die charakteristische Eigenschaften dieses Verfahrens?
A:
FLM:
Auflösung in x, y Richtung - Abhängig von Düsendurchmesser
Schichtdicke in z Richtung - 600 - 100 μm
Baugeschwindigkeit - Langsam
Kosten der Anlage - Gering
Kosten im Betrieb -  Gering
Atmosphäre - Luft
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