K05: WSG 2 - Pulvermetallurgie, Additive Verfahren

• Erzeugung meist maßhaltiger und somit nacharbeitsfreier Sinterteile

• Mischen verschiedener Metallpulver ermöglicht neuartige Werkstoffpaarungen

• Generierung von “Pseudolegierungen” möglich (Verbinden aus Metall und Nichtmetall)

• Nahezu 100%ige Werkstoffausnutzung

• Keine Entstehung von Schlacke

• Pulver und Pulvergemische sind teuer

• Sintern ist nur für Serienfertigung wirtschaftlich

• Nur einfache Grundkörper sind gut Pressbar (Verhältnis Höhe/Länge möglichst klein)

• Eine Berührung zwischen Ober- und Unterstempel soll vermieden werden

  • Mantelfläche mit geringer Höhe in Pressrichtung erforderlich

  • Mindestwanddicke von h = 2mm (Aufeinanderschlagen der Gesenkhälften vermeiden)

• Vermeiden extremer Querschnittsübergänge

• Keine schräglaufende Formen, da Stempelherstellung schwierig

• Keine Hinterschneidungen und Zwischenflansche

  Erforderliche Nuten, Freistiche u.ä. müssen spanend gefertigt werden

• Runde Querschnitte vermeiden, Profile mit ebenen Flächen bevorzugen

  Grund: Gleichmäßige Dichteverteilung ist in runden Profilen nicht möglich

• Gewichtseinsparung durch Zusammenfassen mehrerer Teile zu einer komplexeren Geometrie

• Komplexität besitzt keine Auswirkungen auf Bauteilkosten

• Fertigung montagefreier Gelenke/ Scharniere

• Reduzierung der Teileanzahl und der Montageschritte

• Strukturen im Bauteilinneren fertigbar

• Hinterschnitte möglich

• Herstellung mit herkömmlichen Fertigungsverfahren teuer oder aufwendig

• Belastungsgerechte Bauweise (mit minimalem Materialeinsatz)

• Relativ direkte Umsetzung von Strukturoptimierungsergebnissen möglich

Aber:

• Gestaltungsfreiheiten sind je nach Verfahren unterschiedlich (FDM vs. SLS)

• Flächendeckendes Auslegen eines aufgeschmolzenen Kunststofffadens

• Fadendurchmesser: Schichtdicke

• Aufbau des Modells aus Papierschichten

• Verkleben der Schichten mit Schmelzkleber

• Ausschneiden der Konturen mittels Laser

1. Überführung des 3D-Modells in ein trianguliertes Oberflächenmodell

2. Zerlegung des Oberflächenmodells in Scheiben definierter Dicke -> Treppeneffekt

3. Umsetzung der Scheiben in reale Objekte über Stapeln der Scheiben

4. Fixieren von Übergängen mit Stützstellen

5. Abschließendes Entfernen der Stützstellen

• Oberflächengüte ist von der Auflösung der CAD-Datei abhängig

• Baurichtung hat Einfluss auf Maßhaltigkeit

  -> Temperaturprofil variiert je nach Baurichtung

• Dicke sollte so groß sein, dass jede Schicht aus einer Kontur mit einbeschriebenen Kern gebildet werden kann, um Maßabweichungen zu minimieren und Defekte zu vermeiden

• Dünne Schichten sind nur sehr aufwendig herstellbar.

  Nachträgliche Nachbearbeitung einer “dickeren” Schicht ist zu empfehlen.

• Bei Elementen ohne Stützstruktur ist auf die Länge zu achten (unerwünschte Deformationen des Bauteils während der Herstellung)

• Vertikale Extremstellen sind abzustumpfen.

  Abmessungen der abgestumpften Fläche sollen größer als die minimale Wanddicke nicht gekrümmter Elemente sein

• “Türme” sind zu vermeiden, um eine Überhitzung der Elemente zu verhindern

• Wandstärken der Bauteile so wählen, dass abgelegte Rasterbahnen durch Überlagerungen möglichst geschlossene Flächen bilden (gleichmäßiger Schichtaufbau)