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2020 | OriginalPaper | Chapter

9. Producibility

Authors : T. Ehlers, R. Lachmayer, S. Vajna, T. Halle

Published in: Integrated Design Engineering

Publisher: Springer International Publishing

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Abstract

Within IDE, no product can be produced without product development. Also, it is not useful to develop a product without having the production of this product as a goal (even if the product is not produced by the supplier himself, but by a third party). It is also irrelevant whether the product is a tangible or intangible product or combinations thereof, since the main development activities are comparable (For the possible variations in the creation of physical and intangible products and their combinations, see for example Figs. 2.10, 2.13, 2.14 and 2.15). The production of a physical product includes materials management, manufacturing, assembly and testing, the associated logistics and the control mechanisms and support measures used for this purpose (for example, CAM and ERP systems).

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A detailed overview of different production technologies and their possible applications can be found in [Hehe-2011] and in Chap. 7 in [Vajn-2014].

Further possibilities for the customer-specific design of mass products result from the provision of a small number of configurable modules that can be combined with one another in a wide variety of ways to create the individual product from configuration and combination.

A voxel is the smallest realizable volume element during material application.

For example, free-form geometries to be milled cannot always be clamped in the vice, so that separate mounting surfaces must be provided.

A detailed overview of different materials and their possible applications can be found in [Moel-2014] and in Chap. 6 in [Vajn-2014].

In industrial practice, knowledge-based systems for material selection are used, which support the process of material selection through structured databases and linked information on producible geometries, applicable processes and material properties.

[ASTM-52910]

Standard Guidelines for Design for Additive Manufacturing, American Society for Testing and Materials (ASTM) ISO/ASTM52910–17. ASTM International West Conshohocken (PA) (2016)

[AsWF-2006]

Ashby, M.F., Wanner, A., Fleck, C.: Materials Selection in Mechanical Design: Das Original mit Übersetzungshilfen, Spektrum Akademischer Verlag (2006)

[Buch-2013]

Buchbinder, D.: Selective Laser Melting von Aluminiumgusslegierungen. Dissertation RWTH Aachen 2013. Unter gleichem Titel erschienen in der Reihe “Berichte aus der Lasertechnik”. Shaker Aachen (2013)

[Gebh-2016]

Gebhardt, A.: Additive Fertigungsverfahren: Additive Manufacturing und 3D-Drucken für Prototyping - Tooling - Produktion. 5. Auflage, Hanser München (2016)

[GMWP-2012]

Gu, D.D., Meiners, W., Wissenbach, K., Poprawe, R.: Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms. Int. Mater. Rev. 57(3), 133–164 (2012)

[Hehe-2011]

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[Hull-1984]

Hull C.W.: Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography. US000004575330A. 08.08.1984.

[Kadd-2010]

Kaddar, W.: Die generative Fertigung mittels Laser-Sintern: Scanstrategien, Einflüsse verschiedener Prozessparameter auf die mechanischen und optischen Eigenschaften beim LS von Thermoplasten und deren Nachbearbeitungsmöglichkeiten. Dissertation Universität Duisburg-Essen. 209. (2010)

[Kran-2017]

Kranz, J.: Methodik und Richtlinien für die Konstruktion von laseradditiv gefertigten Leichtbaustrukturen. Unter gleichem Titel erschienen in der Reihe “Light Engineering für die Praxis”. Springer Vieweg (2017)

[KrLN-1998]

Kruth, J.-P., Leu, M.C., Nakagawa, T.: Progress in additive manufacturing and rapid prototyping. CIRP Annals. 47(2), 525–540 (1998)CrossRef

[Kumk-2018]

Kumke, M.: Methodisches Konstruieren von additiv gefertigten Bauteilen. Unter gleichem Titel erschienen in der Reihe “AutoUni-Schriftenreihe”. Springer (2018)

[LaGL-2015]

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[LaLi-2017]

Lachmayer, R., Lippert, R.B. (eds.): Additive Manufacturing Quantifiziert: Visionäre Anwendungen und Stand der Technik. Springer, Berlin Heidelberg (2017)

[LaLK-2018]

Lachmayer, R., Lippert, R.B., Kaierle, S. (eds): Additive Serienfertigung: Erfolgsfaktoren und Handlungsfelder für die Anwendung. Berlin Springer Vieweg (2018)

[Lipp-2018]

Lippert, R.B.: Restriktionsgerechtes Gestalten gewichtsoptimierter Strukturbauteile für das Selektive Laserstrahlschmelzen. Dissertation Universität Hannover. Unter gleichem Titel erschienen in der Reihe “Berichte aus dem IPeG”. Tewiss Verlag (2018)

[LSLB-2018]

Lippert, R.B., Siqueira, R., Lachmayer, R., Baudach, T., Knöß, M.: Additive Fertigung als Bestandteil des industriellen Konstruktionsprozesses. In: Konstruktion Zeitschrift für Produktentwicklung und Ingenieur-Werkstoffe 2018(5), 46–49 (2018)

[Mich-2014]

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[Moel-2014]

Moeller, E.: Handbuch Konstruktionswerkstoffe: Auswahl, Eigenschaften, Anwendung, Carl Hanser-Verlag, 3. Auflage, Hanser München (2014)

[MuAt-2014]

Murphy, S.V., Atala, A.: 3D bioprinting of tissues and organs. Nature Biotechnol. 32(8), 773–785 (2014)CrossRef

[ONHF-2018]

Ostertag, K., Neuhäusler, P., Helmich, P., Frietsch, R., Walz, R., Gehrke, B., Schasse, U.: FUI-Indikatoren zu Nachhaltigkeit und Klimaschutz: Forschung, Entwicklung, Innovationen und Marktergebnisse. In: Studien zum deutschen Innovationssysten. 7 (2018)

[RWES-2009]

Roberts, I.A., Wang, C.J., Esterlein, R., Stanford, M., Mynors, D.J.: A three-dimensional finite element analysis of the temperature field during laser melting of metal powders in additive layer manufacturing. Int. J. Mach. Tools Manuf. 49(12–13), 916–923 (2009)

[Sauer-2017]

Sauer, A.: Ressourceneffizienz durch Digitalisierung. Stuttgart. 15.03.2017.

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Shahzad, K., Deckers, J. Kruth, J.-P., Vleugels, J.: Additive manufacturing of alumina parts by indirect selective laser sintering and post processing. J. Mater. Process. Technol. 213(9), 1484–1494 (2013)

[SPZF-2015]

Sun, J., Peng, Z.; Zhou, W., Fuh, J.Y.H., Hong, G.S., Chiu, A.: A review on 3D printing for customized food fabrication. Proc. Manuf. 1, 308–319 (2015)

[TVCV-2010]

Thijs, L., Verhaeghe, F., Craeghs, T., van Humbeeck, J.; Kruth, J.-P.: A study of the microstructural evolution during selective laser melting of Ti–6Al–4V. In: Acta Materialia. 58(9) 3303–3312 (2010)

[Vajn-2014]

Vajna, S. (ed.): Integrated Design Engineering. Ein interdisziplinäres Modell für die ganzheitliche Produktentwicklung. Springer, Heidelberg Berlin (2014)

[VaWe-2000]

Vajna, S., Weber, C.: Sequenzarme Konstruktion mit Teilmodellen - Ein Beitrag zur Evolution des Konstruktionsprozesses. Konstruktion 52(2000)5, S. 35–38

[VDI-2221/2019]

VDI-Richtlinie 2221 Blatt 1: Entwicklung technischer Produkte und Systeme – Modell der Produktentwicklung. VDI, Düsseldorf (2019)

[VDI-3405]

VDI-Richtlinie 3405: Additive Fertigungsverfahren - Grundlagen, Begriffe, Verfahrensbeschreibungen. Beuth Berlin (2014)

[VWZH-2018]

Vajna, S., Weber, C., Zeman, K., Hehenberger, P. Gerhard, D., Wartzack, S.: CAx für Ingenieure – eine praxisbezogene Einführung. 3. Auflage, Springer (2018)

[Wran-1985]

Wranglén, G.: Korrosion und Korrosionsschutz. Springer, Heidelberg Berlin (1985)CrossRef

[Zgha-2016]

Zghair, Y.A.: Rapid Repair hochwertiger Investitionsgüter. In: Lachmayer, R., Lippert, R.B., Fahlbusch, T. (eds.) 3D-Druck beleuchtet: Additive Manufacturing auf dem Weg in die Anwendung. Berlin Heidelberg Springer Vieweg, pp. 57–69 (2016)

[Zgha-2019]

Zghair, Y.A.: Additive repair design process for aluminium components. Dissertation Universität Hannover. Unter gleichem Titel erschienen in der Reihe “Berichte aus dem IPeG”. Tewiss Verlag (2019)

Title: Producibility
Authors: T. Ehlers
R. Lachmayer
S. Vajna
T. Halle
Publisher: Springer International Publishing
Book: Integrated Design Engineering
Print ISBN: 978-3-030-19356-0

Electronic ISBN: 978-3-030-19357-7

Copyright Year: 2020
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-19357-7_9

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