EinDruck³ - Innovationen und Chancen in der Additiven Fertigung

Zuführsysteme und automatisierte AM-Fabrik - Wie aus Einzelsystemen eine automatisierte Fabrik wird

Der automatisierte Teiletransport innerhalb von Prozessketten wird immer essentieller und komplexer. Hier spielen Fahrerlose Transportsysteme, Robotik und eine smarte Software eine bedeutende Rolle für einen effizienteren Materialfluss. Durch die Automatisierung und Digitalisierung von Abläufe wird ein optimaler und sicherer Fertigungsfluss und eine effiziente Auslastung des Equipments erreicht.

Cost per part as flywheel of growth of the AM-Industry

A larger of adoption of Additive Manufacturing is dependent on several aspects. One key aspect that is driving growth of the industry right now is cost per part. For the industry to be able to scale we have to address cost. Automating post-production is a next step in scaling additive manufacturing. Automating in general will significantly drive down the cost per 3D printed part, even as we increase production output.

Implementierung und Automatisierung  - Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen nach aktuellem Stand der Technik

Der Inhalt des Beitrags besteht darin, Fachwissen über die Endteilproduktion mit AM-gefertigten Polymeren weiterzugeben. Zu zeigen wie wichtig aber jedoch wie komplex die Nachbearbeitung ist. Die AM-Produktion bringt einen hohen manuellen Aufwand mit sich und verfügt kaum über automatische Prozesse, was die Kosten für die kundenspezifische Fertigung in die Höhe treibt. Um Wege für eine verantwortungsvolle, ressourcenschonende und automatisierte AM-Lieferkette spezifizieren zu können, müssen wir verstehen, auf welche Herausforderungen wir künftig reagieren müssen. Ziel ist es tragfähige, zukunftsorientierte und nachhaltige Prozesse mit dem richtigen Maß an Standardisierung und Individualität zu finden, bzw. zu entwickeln. Funktionierende, nachhaltige und reproduzierbare Prozesse sind die Erfolgsfaktoren für eine automatisierte AM-Fertigung.

3D-Druck von Leiterbahnen auf komplexen und wärmebeständigen Substraten

Mit steigender Leistungsfähigkeit elektronischer Baugruppen erhöhen sich auch die Anforderungen an elektrische Isolation und thermische Leitfähigkeit der Substrate. Zwei wesentliche Herausforderungen in der Elektronikproduktion sind daher die zunehmende Komplexität der Produkte sowie die steigende thermische Belastung. Als vielversprechende Lösungsansätze können sowohl 3D-Druck-Technologien für die Herstellung von Substraten und Leiterbahnen als auch der innovative Einsatz von wärmebeständigen Materialien gesehen werden.

Vorstellung der AME-Community - Die J.A.M.E.S FrAMEwork

- Einführung in die additiv gefertigte Elektronik (AME) und Darstellung der technologischen Herausforderungen - Das Konzept der J.A.M.E.S Online-Plattform (FrAMEwork) - Erklärung eines 3D-gedruckten Elektronik Designs anhand eines konkreten Beispiels

Scalable & Sustainable 3D Printed Electronics

Dieser Vortrag gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik bei der Herstellung von mechatronischen 3D-Systemen mit Hilfe der additiven Fertigung (AM) und stellt Entwicklungen zur Skalierung der Prozesse in allen Phasen vor, vom einmaligen Prototyping bis zur Großserienfertigung. Es wird ein kurzer Überblick über aktuelle Anwendungen gegeben, die 3D-Elektronikschaltungen, Antennen-, Sensor- und Heizungsmuster umfassen, sowie ein Update über den Fortschritt bei der First Time Right-Fertigung von komplexen Geräten.

Der Einfluss von Prozessgasen auf die Qualität additiv gefertigter Bauteile

Dargestellt wird der Einfluss verschiedener Ar/He-Gemische auf die Bildung von Prozessnebenprodukten beim L-PBF einer Nickellegierung. Die Versuchsanlage (EOS M290) war mit einer optischen Tomographie (OT) ausgerüstet. Die OT erlaubt es, qualitativ die Menge, Flugbahnen und Verteilungszonen der einzelnen ausgeworfenen Partikel zu ermitteln und damit Unterschiede zwischen den Prozessgasen aufzuzeigen. Es zeigt sich eine deutliche Reduktion der Menge an ausgeworfenen Partikeln und deren reduzierte thermische Strahlung bei der Verwendung von Ar/He-Gemischen. Typische qualitätsdefinierende Eigenschaften wie z.B. die Dichte waren dabei mindestens gleich gut oder besser als unter Ar.

Methoden der Prozessüberwachung bei der Multimaterialverarbeitung

Durch die Multimaterialverarbeitung beim pulverbettbasierten Schmelzen von Metallen mittels Laserstrahl werden neue Anforderungen an die gesamte Prozesskette gestellt. Das Projekt MULTISURV beschäftigt sich in diesem Themenfeld mit Methoden der Prozessüberwachung. Der Vortag gibt einen Einblick, welche Technologien und Prüfansätze im Rahmen dieses Projektes und allgemein am Fraunhofer IGCV beforscht werden.

Quotientenpyrometrie für die Laserstrahlleistungsregelung und Prozessüberwachung im Laserpulverauftragschweißen

In dieser Arbeit wurde der Einsatz eines Quotientenpyrometer zur temperaturbasierten Laserstrahlleistungsregelung für die Additive Fertigung (AF) mehrlagiger Werkzeugstahlprobekörper im DED-LB\M Prozess untersucht. Es konnte gezeigt werden, das im Regelbetrieb ein thermodynamisch stabiler AF-Prozess erreicht werden kann. Die erzeugten Probekörpern weisen eine ausgezeichnete Maßhaltigkeit auf und besitzen homogene und vielversprechende mikrostrukturelle und mechanische Eigenschaften.

Simulation von Mikrostrukturen und Schmelzpools

Eine Herausforderung des selektiven Elektronenstrahlschmelzens von Metallen ist neben der Auswahl einer Prozessstrategie für komplexe Bauteile auch die erschwerte Prozessüberwachung durch hohe Prozesstemperaturen im evakuierten Bauraum. Dieser Vortrag zeigt auf, wie digitale Zwillinge die Auswahl angepasster Prozessstrategien für beliebige Bauteile und die Prozessüberwachung sowie die Qualitätssicherung der Bauteile durch elektronenoptische Bildgebung unterstützen.

Wie Generative Engineering die Produktentwicklung digitalisiert

Immer schneller bessere Bauteile entwickeln - und das auch noch unter Kosten und Ressourcendruck. Wie können Ingenieure dies künftig meistern? Mit dem Ansatz des "Generative Engineering" arbeiten Ingenieure nicht mehr an Dokumenten oder einzelnen Bauteilen, sondern an Prozessen, die die Bauteile erzeugen. Durch die Digitalisierung des Produktwissens und der Abbildung in einem End to End Prozess können Ingenieure die Herausforderungen des Ingenieurswesens in einer digitalen Welt erfolgreich meistern.

3D-Druck Leichtbaustrukturen erzeugen und optimieren

Gitterstrukturen wie sogenannte Gyroide sind aufgrund ihrer Komplexität ausschließlich mit 3D-Druckverfahren realisierbar. Die Software 4D_Additive erzeugt verschiedene Strukturen, die in technischen Anwendungen der Medizin oder im Industriedesign großes Potenzial bieten. Durch additive Verfahren gefertigte Integralbauteile erhalten durch Gitterstrukturen bessere Eigenschaften wie ein geringeres Gewicht bei hoher Festigkeit oder übernehmen Funktionen, die sonst nur durch Baugruppen mit mehreren Bauteilen erreicht werden.