Skip to main content
Disciplines
Automotive Business IT + Informatics Construction + Real Estate Electrical Engineering + Electronics Energy + Sustainability Insurance + Risk Finance + Banking Management + Leadership Marketing + Sales Mechanical Engineering + Materials
Events
DE
EN
Books
Journals
Topic Page
Marketing
Start single access now
Access for companies
EXTENDED SEARCH
Log in
Top
Published in:
Einleitung Read chapter Read first chapter

2017 | OriginalPaper | Chapter

Restriktionsgerechte Gestaltung innerer Strukturen für das Selektive Laserstrahlschmelzen

Author : Rene Bastian Lippert

Published in: Additive Manufacturing Quantifiziert

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Log in

Activate our intelligent search to find suitable subject content or patents.

search-config
loading …

Zusammenfassung

Im vorliegenden Beitrag wird der Einsatz von inneren Strukturen zur Gestaltung von gewichtsoptimierten Bauteilen untersucht. Basierend auf grundlegenden Untersuchungen von mechanisch belasteten inneren Strukturen, wird ein Prozess zur Reduzierung des Bauteilgewichts von technischen Systemen durch die Substitution von Wirkräumen mit inneren Strukturen beschrieben. Anhand eines Demonstrators wird die spannungs- und fertigungsgerechte Bauteilgestaltung der inneren Strukturen untersucht. Durch den Einsatz einer strukturmechanischen Simulation (FEM) sowie der Beachtung von Gestaltungsrichtlinien, welche die Maschinen- und Prozessmöglichkeiten abbilden, werden iterativ neue Modellgenerationen aufgebaut. Das resultierende Produktmodell, welches durch den Einsatz von inneren Strukturen neue Leichtbaupotentiale im Vergleich zu konventionelle gefertigten Modellen erschließt und unter Beachtung von Gestaltungsrichtlinien den Möglichkeiten des Selektiven Laserstrahlschmelzens entspricht, wird abschließend aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg gefertigt und hinsichtlich Abweichungen gegenüber dem digitalen Modell bewertet. Rückschlüsse eines Soll-Ist-Vergleichs des physikalischen sowie digitalen Modells werden weiterhin in den Gestaltungsprozess zurückgeführt.

Dont have a licence yet? Then find out more about our products and how to get one now:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

inform now

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

inform now

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

inform now
previous chapter Entwicklungstrends zum Einsatz des selektiven Laserstrahlschmelzens in Industrie und Biomedizintechnik
next chapter Unterstützung des Entscheidungsprozesses in der Produktentwicklung additiv herzustellender Produkte mithilfe von Ähnlichkeitskennzahlen
Literature
[1]
A. Gebhardt (2013): Generative Fertigungsverfahren: Additive Manufacturing und 3D Drucken für Prototyping – Tooling – Produktion, 4. Auflage, Hanser Verlag CrossRef
[2]
I. Gibson, D. Rosen, B. Stucker (2015): Additive Manufacturing technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing, 2. Auflage, Springer Verlag, ISBN: 978-1-4939-2112-6 CrossRef
[3]
VDI Gesellschaft Produktion und Logistik (2014): VDI 3405: Additive manufacturing processes, rapid manufacturing - Basics, definitions, processes, VDI Handbuch, Berlin, Germany
[4]
P. Fastermann (2012): 3D-Druck/ Rapid Prototyping: Eine Zukunftstechnologie kompakt erklärt, Düsseldorf, Springer Vieweg, ISBN: 978-3-642-29224-8 CrossRef
[5]
US Marktforschungsunternehmen Gartner (2014): Hype Cycle for emerging technologies maps the journey to digital business. www.gartner.com , Zugriff: 17.06.2016
[6]
R. Poprawe, et. al. (2015): SL; Production Systems: recent Developments in process Development, machine concepts and component Design. Advances in production Technology, S. 49 – 65, Springer Verlag
[7]
Eurpean Space Agency (2014): Additive Manufacturing: SASAM Standardisation Roadmap
[8]
R. Lachmayer, R.B. Lippert, T. Fahlbusch (Hrsg.) (2016): 3D-Druck beleuchtet – Additive Manufacturing auf dem Weg in die Anwendung, Springer Vieweg Verlag, Berlin Heidelberg, Mai 2016, ISBN: 978-3-662-49055-6
[9]
J. Ohlsen, F. Herzog, S. Raso, C. Emmelmann (2015): Funktiontsintegrierte, bionisch optimierte Fahrzeugleichtbaustruktur in flexibler Fertigung, ATZ 10/2015, Entwicklung Werkstoffe
[10]
C. Emmelmann, P. Sander, J. Kranz, E. Wycisk (2011): Laser Additive Manufacturing and Bionics: Redefining Lightweight Design, Physics Procedia 12 (2011), S. 364 – 368 CrossRef
[11]
U. N. Gandhi, R. M. Gorguluarslan, Y. Song (2016): Development of light weight lattice structure using 3D printing, Fraunhofer / DDMC 2016, © Fraunhofer / DDMC 2016
[12]
R. Hague, S. Mansour, N.Saleg (2002): Design opportunities with rapid manufacturing, Assembly Automation, Volume 23, Number 4, S. 346 - 356 CrossRef
[13]
R. Hagl (2015): Das 3D-Druck-Kompendium: Leitfaden für Unternehmer, Berater und Innovationstreiber, 2. Auflage, Springer Gabler, Wiesbaden, ISBN 978-3-658-07046-5
[14]
C. Lindemann, et al. (2013): Additive Manufacturing als serienreifes Produktionsverfahren, Industrie Management, Ausgabe 2/2013, ISSN 1434-1980
[15]
T. Chen, S. Fritz, K. Shea (2015): Design for Mass Cusomization using Additive Manufacturing: Case-Study of a Balloon-Powered car, Proceedings of the 20th International Conference on Engineering Design (ICED15), Milan, Italy
[16]
S. Teufelhart (2012): Geometrie- und belastungsgerechte Optimierung von Leichtbaustrukturen für die additive Fertigung, Seminarbericht: Additive Fertigung
[17]
R. B. Lippert, R. Lachmayer (2016): Bionic inspired Infill Structurs for a Light-Weight Design by using SLM, Proceedings of the 14th International Design Conference (DESIGN), S. 331 – 340, Dubrovnik, Croatia, 16. - 19. Mai 2016, ISBN: 1847-9073
[18]
M. Smith, Z. Guan, W.J. Cantwell (2013): Finite element modelling of the compressive response of lattice structures manufactured using the selective laser melting technique, International Journal of Mechanical Sciences 67, S. 28 - 41 CrossRef
[19]
W.E. Zerbst (1987: Bionik - Biologische Funktionsprinzipien und ihre technischen Anwendungen, Springer Verlag, ISBN: 978-3-519-03607-4, Wiesbaden, Germany
[20]
W. Nachtigall (2002): Bionik - Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer Verlag, ISBN: 978-3-642-62399-8, Saarbrücken, Germany
[21]
Nachtigall, W., „Vorbild Natur - Bionik-Design für funktionelles Gestalten“, Springer Verlag, ISBN: 3-540-63245-X, Berling and Heidelberg, Germany, 1997
[22]
Nachtigall, W., „Biologisches Design - Systematischer Katalog für bionisches gestalten“, Springer Verlag, ISBN: 3-540-22789-X, Berlin, Germany, 2005
[23]
P. Diehl, M. Haenle, P. Bergschmidt, H. Gollwitzer, J. Schauwecker, R. Bader und W. Mittelmeier (2010): Zementfreie Hüftendoprothetik: eine aktuelle Übersicht, Biomed Tech S. 251 - 264, Berlin, New York
[24]
M. Kröger (2002): Methodische Auslegung und Erprobung von Fahrzeug-Crashstrukturen, Hannover
[25]
A. Tahric, T. Karall, C. Kurzböck (2012): Lastaufnehmende Raumgitterstruktur, Lightweight Design, Volume 5, Issue 1, S. 36 – 40 CrossRef
[26]
J. Wetzel: Holzfachwerk, Expert-Verlag 2003, ISBN 3-8169-2243-0 (Seite 19)
[27]
G. Kopp, J. Kuppinger, H. E. Friedrich, F. Henning (2009): Innovative Sandwichstrukturen für den funktionsintegrierten Leichtbau, Automobiltechnische Zeitschrift (ATZ), Volume 111, Issue 4, S. 298 - 305 CrossRef
[28]
R. B. Lippert, R. Lachmayer (2016): Topology Examination for Additive Manufactured Aluminum Components, Proceedings of the 3rd Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference (DDMC16), Berlin, Germany, 16.-17.03.2016, ISBN: 978-3-8396-1001-5
[29]
R.B. Lippert, R. Lachmayer (2016): Restriktionsgerechte Bauteilgestaltung für das Selektive Laserstrahlschmelzen, Proceedings of the Rapid.Tech 2016 International Trade Show & Conference for Additive Manufacturing, Erfurt, Germany, 14.-16.06.2016
[30]
P. Gottwald (2016): Prozess einer generationsübergreifenden Produktentwicklung durch technische Vererbung, TEWISS – Technik und Wissen GmbH Verlag, Garbsen ISBN: 978-3-95900-067-3
[31]
Vayre, B., et. al.: Designing for Additive Manufacturing, 45th CIRP Conference on Manufacturing Systems, 2012
[32]
Wartzack, S., et. al.: Besonderheiten bei der Auslegung und Gestaltung lasergesinterter Bauteile, RTejournal – Forum für Rapid Technologie, Vol. 7, Iss. 1, 2010
[33]
Thomas, D.: The Development of Design Rules for Selective Laser Melting, University of Wales Institute, Cardiff, 2009
[34]
VDI Gesellschaft Produktion und Logistik: VDI 3405 Blatt 3: Additive manufacturing processes, rapid manufacturing - Design rules for part production using laser sintering and laser beam melting, In: VDI Handbuch, Berlin, Germany, 2015
[35]
Zimmer, D., Adam, G.: Direct Manufacturing Design Rules, In: Innovative Developments in Virtual and Physical prototyping, London, 2012
[36]
Kranz, J., Herzog, D., Emmelmann, C.: Design guidelines for laser additive manufacturing of lightweight structures in TiAl6V4, Journal of Laser Applications, 2015
[37]
EOS GmbH (2014): Materialdatenblatt EOS Aluminium AlSi10Mg
[38]
S. Sullivan, H. Chris (2013): Weight Reduction Case Study of a Premium Road Bicycle Crank Arm Set by Implementing Beralcast® 310, Vancouver: s.n.
Metadata
Title
Restriktionsgerechte Gestaltung innerer Strukturen für das Selektive Laserstrahlschmelzen
Author
Rene Bastian Lippert
Copyright Year
2017
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Book
Additive Manufacturing Quantifiziert

Print ISBN: 978-3-662-54112-8

Electronic ISBN: 978-3-662-54113-5

Copyright Year: 2017

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-54113-5_3

Premium Partners

    Image Credits