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Konstruieren mit Kunststoffen (Subject) / VE13 Rapid Prototyping (Lesson)
VE13
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- Grenze additive und subtraktive Fertigungsverfahren gegeneinander ab. Additiv: Fertigungsverfahren die Bauteile durch Auf- oder Aneinanderfügen von Volumenelementen schichtweise herstellt. z.B. Lasersintern Subtraktiv:Geometrie durch Abtragen von Material Geometrie definieren. z.B. Drehen, Fräsen
- Erkläre die Begriffe Rapid Prototping, Rapid Tooling und Direct Manufacturing und grenzen sie diese gegeneinander ab. Rapid Prototyping: Modelle und Prorotypen. Bauteile weisen nur einzelne representative Eigenschaften des späteren Produkts auf. Rapid Tooling: Generative Herstellung von Werkzeugen, Lehren, Formen. Können nicht nur Prototypen sondern auch Serienwerkzeuge sein. Direct Manufacturing: Herstellung von Endprodukten und serientauglichen Werkzeugen.
- Erkläre den Begriff Frontloading im Kontext der Produktentwicklung. In wieweit wäre hier ein gewinnbringender Einsatz von Prototypen sinnvoll? Frontloading: Einsatz von Verfahren / Methoden zur Vorverlegung von Entscheidungen in eine frühere Phase der Produktentwicklung Früheres treffen verbindlicher Entscheidungen -> time to market lässt sich verkürzen Mit Prototypen könne Probelme des Produkts schon sehr füh erkannt werden und das Konzept nachgebessert werden.
- Stelle die Ziele der generativen Fertigung von Werkzeugen und Werkzeugeinsätzen dar. Beschleunigung des Herstellungsprozesses Realisierung neuer technischer Konzepte
- Wie beeinflusst die Priorität einer Werkzeugfertigung die generativen Fertigung von Werkzeugen und Werkzeugeinsätzen? Priorität = Schnell Prototype Tooling nichtmetallische Werkzeuge, die vorzugsweise durch Abformung von generativ gefertigten Urformen oder direct aus genrativen KS-Prozessen entstehen Priorität = Umsetzung neuer technischer Konzepte Direct Tooling generative Metall- oder Keramikprozesse
- Erläutere die Begrife Konzeptmodell, Geometriemodell und Funktionsprototyp. Gib zu jedem Modell/Typ ein Beispeil mit geeignetem additiven Fertigungsverfahren an. Konzeptmodell: Im Bereich der Ästhetik und Anmutung. Äußere Erscheinung sowie Optik und Haptik werden veranschaulicht früh realisierbar hoher Abstraktionsgrad Proportionen und Erscheinungsbild wichtig Materiel, Funktion und Maße nicht wie Produktanforderungen Ästhetik sehr wichtig Schicht-Laminat Verfahren (Laminated Object manufacturing LOM) -> Modell einer Speilzeuglokomotive, Modell eines Schlüssels Stereolithografie -> Entwurf eines Gebäudes, Cocktailbecher Geometriemodell: Form-,Maß- und Lageparameter können überprüft werden. Hoher Abstraktionsgrad nur parameter-relevante Details Oberflächenqualität nebensächlich mech. technolog. Eigenschaften unwichtig keine Funktionalitäten reproduzierbar 3D-Printing -> Sportschuh, Schädelmodel für OP-Planung Multi-Jet Modeling (MJM) -> Multimaterialprototyp, Schrauber Funktionsprototyp: Im Idealfall selbe mechanischen un dtechnologischen Eigenschaften wie späteres Produkt. Funktion wichtig Aufwändig teuer Reproduzierbarkeit sehr wichtig Fused Deposition Modeling (FDM) -> Getriebe Selective Laser Sintering (SLS) -> Ansaugkrümmer von Motor
- Erläutere die Begriffe Direct Tooling, Prototype Tooling und Indirect Prototype Tooling. Gebe zu jedem Begriff ein Beispiel an und erläutere jeweils ein passendes Fertigungsverfahren. Direct Tooling: Werkzeuge mit Seriencharkter Prototype Tooling: meist aus KS, direkte Herstellung von Werkzeugen mit Prototypencharakter. Indirect Prototype Tooling: Modelle die für nicht-generative Folgeprozesse der Werkzeugherstellung dienen. Drirect Tooling: z.B. für Werkzeugeinsätze Laser Custing Direct Metal Laser Sintering (DMLS) Elektronenstrahlsintern - ARCAM Lasersintern Prototype Tooling: Ausgießen von RP-Modellen ACES Injection Molding, AIM Indirect Prototype Tooling: weichgegossene Werkzeuge (Vakuumgießen, Nylongießen, Silikonabguss) hartgegossene Werkzeuge (Metallspritzwerkzeuge Gießharzwerkzeuge, Maskenwerkzeuge)
- Indirect Prototype Tooling. Grenze hart und weiche gegossene Werkzeuge voneinander ab. Gebe zu jedem Begriff ein Beispiel an und erläutere jeweils ein passendes Fertigungsverfahren. weiche gegossene Werkzeuge: Abformen durch Silikon oder Kautschuk. Modell wird in einem Gießrahmen positioniert und Formmasse wird eingegossen. Leichte Hinterschnitte realisierbar. ca 15-20 Abgüsse. - Silionabguss z.B. kleine Bauteile mit hinterschneidungen, keine Großserienbauteile hart gegossene Werkzeuge: Ausgehärtetes Werkzeug für den Spritzguß. Additiv gefertigtes Bauteil -> Werkzeughälften werden abgegossen. Losgröße ca. 10000 Stk. - Metallspritzwerkzeuge z.B. 2K- Aluminiumwerkzeug - Gießhartwerkzeuge z.b. Formen für Bohrergehäuse
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