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Modul hver FS25 an der FHNW
Modul hver FS25 an der FHNW
Kartei Details
Karten | 160 |
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Sprache | Deutsch |
Kategorie | Maschinenbau |
Stufe | Universität |
Erstellt / Aktualisiert | 19.05.2025 / 19.05.2025 |
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Was versteht man unter Additiver Fertigung (Additive Manufacturing)?
Additive Fertigung ist eine Gruppe von Fertigungsverfahren, bei denen 3D-Bauteile durch schichtweises Hinzufügen von Material aus formlosen Stoffen entstehen – meist automatisiert und digital gesteuert.
Zu welcher Hauptgruppe der Fertigungsverfahren gehört die Additive Fertigung laut DIN 8580?
Zur Hauptgruppe 1: Urformen.
Was sind typische Ausgangsmaterialien für Additive Verfahren?
Formneutrale Pulver, Flüssigkeiten oder Filamente.
Was ist das „.stl“-Dateiformat?
Ein Standardformat zur Übergabe von 3D-Geometrien an AM-Maschinen. Es basiert auf Dreiecksfacetten, hat aber Limitationen wie fehlende Parametrik und mögliche Geometriefehler.
Was bedeutet der Begriff „Complexity for free“ in der AM?
Komplexe Geometrien verursachen keine Mehrkosten, da kein Werkzeugwechsel nötig ist – ideal für individuelle und funktional integrierte Designs.
Was versteht man unter „Customization for free“?
Produkte können ohne zusätzliche Kosten für Werkzeuge oder Formen individuell angepasst werden – ideal für Losgröße 1.
Welches Verfahren ist als MEX bekannt und was sind seine Merkmale?
MEX (Material Extrusion), bekannt als FDM oder FLM. Es nutzt geschmolzenes Kunststofffilament, das schichtweise aufgetragen wird. Einfaches Verfahren, günstig, aber mit sichtbaren Rillen.
Was ist das Prinzip von VPP (Vat Photopolymerization)?
Schichtweises Aushärten eines flüssigen Photopolymers durch Licht (z. B. SL oder DLP). Es bietet hohe Detailgenauigkeit und glatte Oberflächen.
Was ist MJT (Material Jetting)?
Ein Verfahren, bei dem flüssige Photopolymere tröpfchenweise aufgetragen und sofort mit UV-Licht gehärtet werden. Es erlaubt die Kombination mehrerer Materialien.
Welche Vorteile bietet das Lasersintern (LS)?
Kein Supportmaterial notwendig, gute mechanische Eigenschaften, industrielle Einsetzbarkeit – allerdings mit rauerer Oberfläche.
Was ist das Verfahren PBF-LB?
Powder Bed Fusion with Laser Beam – selektives Laserschmelzen von Metallpulver mit hoher Präzision und Dichte über 99,7 %.
Was sind typische Parameter beim PBF-LB-Verfahren?
Laserleistung: 200–1000 W, Schichtdicke: 20–200 µm, Scangeschwindigkeit: 500–2500 mm/s.
Warum ist der Laser ideal für metallische AM-Verfahren?
Wegen hoher Leistungsdichte, exzellenter Fokussierbarkeit, berührungsloser Bearbeitung und fehlendem Werkzeugverschleiß.
Welche Materialien werden typischerweise im PBF-LB verwendet?
Metallpulver wie Edelstahl, Aluminium, Titan, Ni-Superlegierungen.
Was ist ein Beispiel für AM in der Serienfertigung?
Triebwerksdüse bei GE: Monolithisches Bauteil ersetzt 20 Einzelteile, über 40.000 Stück pro Jahr.
Welche Designprinzipien sind für AM wichtig?
Topologieoptimierung, Bionische Strukturen, Funktionsintegration, Material nur dort wo nötig – statt klassischem Designansatz.
Wie kann AM in bestehende Fertigungsketten integriert werden?
Direkt durch Herstellung von Endbauteilen oder indirekt durch Fertigung von Werkzeugen, Formen oder Prototypen.
Welche Industriebereiche nutzen AM für individuelle Produkte?
Medizintechnik (z. B. Implantate), Hörgeräte, High-End-Konsumgüter wie Skischuhe und Sportschuhe.
Welche Verfahren werden zur Herstellung von AM-Werkzeugen für den Guss verwendet?
Welche Einschränkungen hat die additive Fertigung?
Begrenzte Bauraumgröße, langsame Bauprozesse, Treppeneffekt, notwendige Stützen, anisotrope Materialeigenschaften, begrenzte Felderfahrung.
Was sind die typischen Schritte im Pulverbettverfahren (PBF-LB)?
- CAD-Modell wird in Schichten zerlegt
- Pulverschicht auftragen
- Selektives Verschmelzen mit Laser
- Absenken der Bauplattform
- Wiederholung bis Fertigstellung
- Entnahme des Bauteils
Was sind die Vorteile des PBF-LB-Verfahrens?
Sehr hohe Dichte (>99,7 %), feinkörniges Gefüge, hohe Maßgenauigkeit, komplexe Geometrien realisierbar, berührungslos, kein Werkzeugverschleiß.
Was sind typische Maschinenparameter bei PBF-LB?
Schichtdicke: 20–200 μm, Laserleistung: 200–1000 W, Scan-Speed: 500–2500 mm/s, Auflösung: 0.05 mm.
Welche Firmen sind bedeutend im Bereich PBF-LB-Maschinen?
EOS, Trumpf, Realizer, Concept Laser, SLM Solutions, GE Additive.
Was ist ein wirtschaftlicher Vorteil der additiven Fertigung für Unternehmen?
Reduktion von Montageaufwand, geringere Lagerhaltung, geringere Herstellungskosten bei komplexen Bauteilen.
Wie verändert AM die Produktentwicklung?
Ermöglicht schnellere Iterationen, individuelles Prototyping, einfachere Designanpassungen und kürzere Entwicklungszeiten.
Wie unterstützt AM den Werkzeug- und Formenbau?
Durch schnellere Verfügbarkeit von Werkzeugen, individuelle Anpassbarkeit und Herstellung komplexer Formeinsätze.
Was bedeutet „Individualisierung ohne Mehrkosten“?
Durch AM kann jedes Produkt angepasst werden, ohne Werkzeugkosten – ideal für personalisierte Produkte (z. B. Hörgeräte).
Was ist ein typisches Beispiel für AM in der Medizintechnik?
Individuelle Titanimplantate oder patientenspezifische Hörgerätegehäuse auf Basis von 3D-Scans.
Wie trägt AM zur Nachhaltigkeit bei?
Weniger Materialabfall, bedarfsgerechte Fertigung (on demand), kürzere Lieferketten, lokalere Produktion.
Was bedeutet „Design for Additive Manufacturing“ (DfAM)?
Ein Konstruktionsansatz, der die besonderen Vorteile von AM berücksichtigt: z. B. Funktionsintegration, Topologieoptimierung, komplexe Innenstrukturen.
Welche Rolle spielt Topologieoptimierung im AM?
Sie ermöglicht materialsparende Strukturen mit maximaler Festigkeit – oft nur durch AM realisierbar.
Was ist der „Treppeneffekt“ in der AM?
Stufenartige Oberfläche an geneigten Flächen durch schichtweisen Aufbau – typisch bei Verfahren wie FDM.
Warum ist Nachbearbeitung oft notwendig?
Zur Entfernung von Stützstrukturen, Verbesserung der Oberflächenqualität und Sicherstellung von Maßhaltigkeit.
Was sind Nachteile additiver Verfahren?
Begrenzte Materialauswahl, anisotrope Eigenschaften, Nachbearbeitung nötig, lange Fertigungsdauer, hohe Maschinenkosten.
Wie wird AM in der Ersatzteilproduktion genutzt?
On-Demand-Fertigung von Ersatzteilen, auch Jahrzehnte nach Serienauslauf – ohne Lagerkosten.
Was ist eine typische Schichtdicke beim FDM-Verfahren?
Zwischen 0.13 mm und 0.2 mm – abhängig von Düse und Material.
Welches Material nutzt das Lasersintern häufig?
PA12 (Nylon), PA11, Polypropylen – Thermoplaste in Pulverform.
Was unterscheidet MJT von VPP?
MJT sprüht Photopolymere punktweise auf und härtet sie sofort. VPP härtet ganze Flächen mit Licht aus einem Harzbad.
Was sind Einsatzgebiete für AM-basierten Formenbau?