Session: 5 Aktivierung der Potentiale additiver ... · 1 Geometrie (grob) Geometrie (grob) Anwendu...

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Session: 5

Aktivierung der Potentiale additiver Fertigungsverfahren im

Maschinen- und Anlagenbau (Centroplast)

10. Oktober. 2017 | Lemgo

© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 2

Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse

Agenda

Abschlusspräsentation

Resümee und Ausblick


EinführungCentroplast Engineering Plastics GmbH

▪ Gründungsjahr: 1961

▪ Sitz: Marsberg

▪ Jahresumsatz: ca. 16.500 T€

▪ Mitarbeiter: 90

▪ Produkte: ▪ Kunststoff-Halbzeuge (Rund- und Hohlstäbe,

Folien, Tafeln, Platten, Blockformate)

▪ Filament-Material

▪ Endprodukte

▪ kleinere und mittlere Serien,

Sonderanfertigungen


EinführungVorstellung des Transfergebers

Fraunhofer-Institut für

Entwurfstechnik Mechatronik IEM

▪ Start am 1. März 2011 als Projektgruppe für

Entwurfstechnik Mechatronik des Fraunhofer IPT,

Aachen

▪ Seit 1. Januar 2017 eigenständiges Fraunhofer-

Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM

▪ Derzeit 92 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter (Stand

01. November 2016)

Heinz Nixdorf Institut

▪ Forschungszentrum der Universität Paderborn,

gegründet 1987

▪ Derzeit ca. 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

sowie 9 Professuren


Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse


Agenda



Zielsetzung

Ausgangssituation:

▪ Centroplast besitzt einen industrietauglichen 3D-Drucker (FDM, Stratasys), der bisher

jedoch nicht in die industrielle Anwendung integriert werden konnte

▪ Centroplast beabsichtigt den systematischen Wissensaufbau auf dem Gebiet additiver

Bauteilfertigung, um diese nutzenstiftend in die industrielle Anwendung zu überführen

Zielsetzung:

Befähigung des Unternehmens zur systematischen Auswahl geeigneter

Fertigungsverfahren zur Umsetzung von kundenindividuellen Produkten unter

Berücksichtigung der Potentiale additiver Fertigungsverfahren (AF).

Eckdaten

Geplante Laufzeit:

8 Monate

Projektstart:

August 2016

Personalaufwand

Centroplast:

5 PM

Personalaufwand

IEM:

5 PM


Zielsetzung Handlungsfelder

Fertigungsgerechte

Gestaltung

▪ Analyse von

Gestaltungsrichtlinien

für die additive Bauteil-

fertigung

▪ Ermittlung von

Einsatzpotentialen

aber auch limitierenden

Rahmenbedingungen

additiver Technologien

Kostenabschätzung

▪ Entwicklung von

Methoden und

Ansätzen zur

Abschätzung der

Kosten für additiv

gefertigte Bauteile

€

Methodenwissen

▪ Systematische Analyse

der bestehenden

Entwicklungs- und

Planungsprozesse

Methode

▪ Zielgerichtete

Identifikation

geeigneter Bauteile,

Komponenten und

Produkte

Bauteilidentifikation


Vorgehensweise

Phasen/Meilensteine Aufgaben/Methoden

1

Identifikation von

Einsatzmöglichkeiten

Produktschablonen

●Analyse des Produktspektrums und bestehender Prozessketten

●Analyse von Einsatzmöglichkeiten von AF-Prozessschritten

●Erstellung von Produktschablonen

Konzipierung von

Leitfäden

Kostenabschätzung

Leitfäden für Anpassungs-

konstruktionen

●Analyse von AF-konformen Konstruktionsrichtlinien

● Identifikation von Bauteilrestriktionen●Erstellung von Leitfäden

●Analyse spezifischer Prozessketten●Zuordnen von Kosten zu einzelnen

Prozessschritten●Abschätzen von Kosten für

Anpassungskonstruktionen3

2

Kostenmodell

Entwicklung der Methode

4 Methode zur Auswahl von

Fertigungstechnologien

●Kombination der Methodenbausteine●Erstellung eines Bewertungs- und

Entscheidungsprozesses

Resultate


Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse


Agenda



Identifikation von EinsatzmöglichkeitenEs wurden elf Merkmale identifiziert und hinsichtlich ihrer

Konsistenz geprüft

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Nr. Merkmale Ausprägung Nr. 1A 1B 1C 2A 2B 3A 3B 3C 4A 4B 4C 5A 5B 5C 6A 6B 6C 7A 7B 7C 8A 8B 9A 9B 9C 10A 10B 10C 11A 11B 11C 11D 12A 12B 12C 12D 12E 12F 12G 12H 12I 12J

blockförmig 1A

rund 1B

freiform 1C

Anschauungsteil 2A 3 3 3

Funktionsteil 2B 3 3 3

1-5 3A 3 3 3 5 3

6-20 3B 3 3 3 4 3

21-1000 3C 3 3 3 1 3

0-100ml 4A 3 3 3 3 3 3 3 3

100-500ml 4B 3 3 3 3 3 3 3 3

>500ml 4C 3 3 3 3 3 3 3 3

unbearbeitet 5A 3 3 3 5 2 3 3 3 3 3 3

nach Norm 5B 3 3 3 2 5 3 3 3 3 3 3

vorgegeben 5C 3 3 3 2 5 3 3 3 3 3 3

großer Toleranzbereich 6A 3 3 3 5 2 3 3 3 3 3 3 4 3 3

nach Norm 2768 6B 3 3 3 2 5 3 3 3 3 3 3 2 4 4

gering 6C 3 3 3 1 5 3 3 3 3 3 3 2 4 4

einfach ( Ringnut für O-Ring) 7A 3 3 3 3 3 3 3 5 3 3 3 3 3 4 3 3 3

mittel (Gewinde) 7B 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

komplex (Schneckensteg) 7C 3 3 3 3 3 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

ja 8A 5 4 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 4 5 4 2

nein 8B 1 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 2 1 2 4

einfach (gerade Flächen, Radien) 9A 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 2 2 5 1

mittel (konische Bohrungen) 9B 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 5 2 4 2

komplex (Innenstrukturen, Kurvenflächen) 9C 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 5 2 4

eben 10A 5 2 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 4 4 5 1 5 2 2

rund 10B 2 5 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 4 4 2 5 5 2

freiform 10C 2 2 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 4 5 2 4 1 2 5

chemikalienbeständig 11A 3 3 3 2 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

lebensmittelecht 11B 3 3 3 2 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

temperaturbeständig 11C 3 3 3 2 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

elektrisch durchschlagsfest 11D 3 3 3 2 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Stereolithografie 12A 5 5 5 5 5 4 4 2 5 5 5 5 4 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3

Laser Sintern 12B 5 5 5 5 5 4 4 2 5 5 5 5 2 3 5 2 1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3

Fused Deposition Modeling 12C 5 5 5 5 5 4 4 2 5 5 5 5 1 3 5 5 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3

Laminated Object Modeling 12D 5 5 5 5 1 4 4 2 5 5 5 5 1 3 5 4 1 5 2 2 5 5 5 2 2 5 5 1 3 3 3 3

Vakuumgießen 12E 5 5 1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4 3 5 5 5 5 4 1 5 1 5 4 1 5 5 1 3 3 3 3

Halbzeugfräsen 12F 5 5 1 5 5 5 5 4 5 5 5 5 4 4 5 5 5 5 4 2 5 1 5 5 1 5 5 1 3 3 3 3

Drehen 12G 1 5 1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 4 1 1 1 5 1 3 3 3 3

Spritzguss (Alu-Einsätze) 12H 5 5 1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 5 5 5 5 4 1 5 1 5 4 1 5 5 1 3 3 3 3

Spritzguss (SLM-Einsätze) 12I 5 5 1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4 3 5 5 5 5 4 1 5 1 5 4 1 5 5 1 3 3 3 3

Multi Jet Modeling 12J 5 5 5 5 5 4 4 2 5 5 5 5 4 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3

Bauteil-

volumen

Oberflächen-

eigenschaften

Toleranzen

1 Geometrie (grob)

Geometrie

(grob)

Anwendu

ngs-

zweck

Stückzahl Funktions-

elemente

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fertigbar

Formelemente Flächen Werkstoffeigen-

schaften

Funktionselemente

2 Anwendungszweck

3 Stückzahl

4 Bauteilvolumen

Fertigungsverfahren

11 Werkstoffeigenschaften

12 Fertigungsverfahren

8 mechanisch fertigbar

9 Formelemente

10 Flächen

5 Oberflächeneigenschaften

6 Toleranzen

7

Bewertungsmaßstab:1 = totale Inkonsistenz2 = partielle Inkonsistenz3 = neutral

4 = partielle Konsistenz5 = hohe Konsistenz

Bewertungsmaßstab:

1 = totale Inkonsistenz

2 = partielle Inkonsistenz

3 = neutral

4 = partielle Konsistenz

5 = hohe Konsistenz

In Anlehnung an das Verfahren

nach VITOSTRA wurde die

Konsistenz der Merkmalsaus-

prägungen geprüft.


Identifikation von EinsatzmöglichkeitenEs wurden vier verschiedene Produktklassen abgeleitet

Aus der Konsistenz-

bewertung lassen sich vier

charakteristische Produkt-

klassen ableiten.

Merkmale Ausprägungen Nr. I II III IV

Geometrie (grob) blockförmig 1A 89 0 100 0

Geometrie (grob) rund 1B 0 100 0 0

Geometrie (grob) freiform 1C 10 0 0 100

Anwendungszweck Anschauungsteil 2A 0 0 100 0

Anwendungszweck Funktionsteil 2B 100 100 0 100

Stückzahl 1-5 3A 21 14 100 100

Stückzahl 6-20 3B 10 0 0 0

Stückzahl 21-1000 3C 68 85 0 0

Bauteilvolumen 0-100ml 4A 30 42 28 28

Bauteilvolumen 100-500ml 4B 31 33 28 28

Bauteilvolumen >500ml 4C 37 23 42 42

Oberflächeneigenschaften unbearbeitet 5A 0 0 100 0

Oberflächeneigenschaften nach Norm 5B 22 9 0 71

Oberflächeneigenschaften vorgegeben 5C 77 90 0 28

Toleranzen großer Toleranzbereich 6A 6 0 100 0

Toleranzen nach Norm 2768 6B 78 100 0 0

Toleranzen gering 6C 15 0 0 100

Funktionselemente einfach (Ringnut für O-Ring) 7A 89 66 100 0

Funktionselemente mittel (Gewinde) 7B 0 33 0 0

Funktionselemente komplex (Schneckensteg) 7C 10 0 0 100

mechanisch fertigbar ja 8A 100 100 100 0

mechanisch fertigbar nein 8B 0 0 0 100

Formelemente einfach (gerade Flächen, Radien) 9A 100 33 100 0

Formelemente mittel (konische Bohrungen) 9B 0 66 0 0

Formelemente komplex (Innenstrukturen, Kurvenflächen) 9C 0 0 0 100

Flächen eben 10A 100 0 100 0

Flächen rund 10B 0 100 0 0

Flächen freiform 10C 0 0 0 100

Werkstoffeigenschaften chemikalienbeständig 11A 24 33 28 28

Werkstoffeigenschaften lebensmittelecht 11B 22 19 14 28

Werkstoffeigenschaften temperaturbeständig 11C 31 28 28 14

Werkstoffeigenschaften elektrisch durchschlagsfest 11D 21 19 28 28

Produktklassen


Identifikation von EinsatzmöglichkeitenEs wurden vier verschiedene Produktklassen abgeleitet

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4

44

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4

4

Blockförmige Funktionsteile

mit einfachen

Funktionselementen 1

Komplexe Freiform-

Funktionsteile in geringer

Stückzahl4

Anschauungsteile mit geringen

Oberflächenanforderungen und

einfachen Formelementen 3

Rundes Funktionsteil mit Norm-

toleranzen in hoher Stückzahl2

Geometrie

Anw

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Die Visualisierung zeigt die Produktklassen im

multidimensionalen Raum. Durch die Pfeile wird

deutlich, wie sich die Produktklassen voneinander

unterscheiden.


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4

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4

4

Blockförmige Funktionsteile

mit einfachen

Funktionselementen 1

Komplexe Freiform-

Funktionsteile in geringer

Stückzahl4

Anschauungsteile mit geringen

Oberflächenanforderungen und

einfachen Formelementen 3

Runde Funktionsteile mit Norm-

toleranzen in hoher Stückzahl2

Geometrie

Anw

endung

Funktionste

il A

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il

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läche

vorg

egeben

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eite

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Identifikation von EinsatzmöglichkeitenEs wurden vier verschiedene Produktklassen identifiziert

Die Produktklassen werden

in Form von Steckbriefen

charakterisiert.

Blockförmige Funktionsteile mit einfachen Funktionselementen

Für diese Produktklasse wird für Centroplast das Fertigungsverfahren Halbzeugfräsen empfohlen, da dieses Verfahren im Unternehmen etabliert ist und eine hohe Eignung für die Produktklasse aufweist.

Geometrie (grob)

Anwendungszweck

Stückzahl

Bauteilvolumen

Oberflächeneigenschaften

Toleranzen

Funktionselemente

mechanisch fertigbar

Formelemente

Flächen

Werkstoffeigenschaften

Fertigungsverfahren

blockförmig rund freiform

Anschauungsteil Funktionsteil

1-5 6-20 21-1000

0-100ml 100-500ml >500ml

unbearbeitet nach Norm vorgegeben

große Toleranzbereiche nach Norm 2768 gering

einfach (Ringnut für O-Ring) mittel (Gewinde) komplex (Schneckensteg)

ja nein

einfach (gerade Flächen, Radien) mittel (konische Bohrung) komplex (Innenstr., Kurvenflächen)

eben rund freiform

chemikalienbeständig lebensmittelecht temperaturbeständig elektr. durchschlagfest

STL SLS FDM LOM Vak.gießen FräsenSpritzguss-

Al

Spritzguss-

SLMMJM

Dieser Produktklasse sind blockförmige Funktionsteile mit ebenen Flächen zuzuordnen, die in einer Stückzahl von 21-1000 gefertigt

werden. Die Oberflächeneigenschaften sind vom Kunden vorgegeben. Die Toleranzen richten sich nach der Norm ISO 2768. Die

Funktionselemente sind eher einfach gestaltet (z.B. Ringnut für O-Ring). Die Bauteile sind grundsätzlich mechanisch fertigbar und

weisen ebenfalls eher einfache Formelemente auf, z.B. gerade Flächen oder Radien. In Bezug auf die Werkstoffeigenschaften weisen

diese Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit auf.

Beschreibung

Merkmale Ausprägungen

Produktklasse 1 Produktbeispiel

Dreh


Merkmale Ausprägungen Nr. STL SLS FDM LOM VG HZ-F Dreh. SG Al SG S MJM

Geometrie (grob) blockförmig 1A 15 15 15 15 40 50 0 33 33 15

Geometrie (grob) rund 1B 25 25 25 25 60 30 100 33 33 25

Geometrie (grob) freiform 1C 60 60 60 60 0 20 0 33 33 60

Anwendungszweck Anschauungsteil 2A 55 55 55 100 40 40 40 40 40 55

Anwendungszweck Funktionsteil 2B 45 45 45 0 60 60 60 60 60 45

Stückzahl 1-5 3A 60 60 60 85 20 45 20 20 20 60

Stückzahl 6-20 3B 30 30 30 10 30 35 30 30 30 30

Stückzahl 21-1000 3C 10 10 10 5 50 20 50 50 50 10

Bauteilvolumen 0-100ml 4A 40 40 40 40 33 30 33 33 33 40

Bauteilvolumen 100-500ml 4B 40 40 40 40 33 35 33 33 33 40

Bauteilvolumen >500ml 4C 20 20 20 20 33 25 33 33 33 20

Oberflächeneigenschaften unbearbeitet 5A 60 75 85 100 30 40 30 30 30 60

Oberflächeneigenschaften nach Norm 5B 25 15 10 0 50 40 50 50 50 25

Oberflächeneigenschaften vorgegeben 5C 15 10 5 0 20 20 20 20 20 15

Toleranzen großer Toleranzbereich 6A 55 80 85 80 15 30 10 10 10 55

Toleranzen nach Norm 2768 6B 25 20 10 20 60 40 20 20 20 25

Toleranzen gering 6C 20 0 5 0 20 30 70 70 70 20

Funktionselemente einfach (Ringnut für O-Ring) 7A 20 20 20 30 60 60 50 60 60 20

Funktionselemente mittel (Gewinde) 7B 30 30 30 30 40 40 40 40 40 30

Funktionselemente komplex (Schneckensteg) 7C 50 50 50 40 0 0 10 0 0 50

mechanisch fertigbar ja 8A 40 40 40 40 100 100 100 100 100 40

mechanisch fertigbar nein 8B 60 60 60 60 0 0 0 0 0 60

Formelemente einfach (gerade Flächen, Radien) 9A 20 20 20 70 60 60 100 60 60 20

Formelemente mittel (konische Bohrungen) 9B 30 30 30 20 40 40 0 40 40 30

Formelemente komplex (Innenstrukturen, Kurvenflächen) 9C 50 50 50 10 0 0 0 0 0 50

Flächen eben 10A 20 20 20 30 60 60 0 60 60 20

Flächen rund 10B 30 30 30 30 40 40 100 40 40 30

Flächen freiform 10C 50 50 50 40 0 0 0 0 0 50

Werkstoffeigenschaften chemikalienbeständig 11A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Werkstoffeigenschaften lebensmittelecht 11B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Werkstoffeigenschaften temperaturbeständig 11C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Werkstoffeigenschaften elektrisch durchschlagsfest 11D 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Fertigungsverfahren

Identifikation von EinsatzmöglichkeitenDie Fertigungsverfahren wurden anhand der Merkmale bewertet

Der Grad der verschiedenen

Merkmalsausprägungen wurde für jedes

Fertigungsverfahren eingeschätzt.

Legende:

STL Stereolithographie

SLS Selektives Lasersintern

FDM Fused Deposition Modeling

LOM Laminated Object Manufacturing

VG Vakuumgießen

HZ-F Halbzeugfräsen

Dreh. Drehen

SG Al Spritzguss (Alu-Einsätze)

SG S Spritzguss (SLM-Einsätze)

MJM Multi-Jet Modeling


Zuordnung von

Produktklassen und

Fertigungsverfahren Produktklasse:

Blockförmiges Funktionsteil

MJM

HZ-F

Betrachtete Produktklasse

Fertigungsverfahren

SLS

VG

Produkt

klasse 1

Dreh.

FDM

SG-S

STL

LOM

Für jede Produktklasse wurde die

Eignung (Distanz) für die

verschiedenen Fertigungs-

verfahren im multidimensionalen

Raum abgebildet.

SG-A


ABSplus

ABSi

ABS-M30

ABS-M30-i

ABS-ESD7

ASA PC ISO

ULTEM 9085

ULTEM 1010 CG

PVC-U

PET

PPO

PA46

COP

PPA

PES

PA6PA12

PC

PC+ABS

PPS

PEI

PUR

PP

PE-LD

PE-HD

PMMA

PBT

PSU

PA66

PI

PEEK

ABS

PS

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0,85 0,95 1,05 1,15 1,25 1,35 1,45 1,55 1,65

E-M

OD

UL

IN

[M

PA

]

DICHTE IN [G/CM³]

Geeignet für konventionelle und

Additive Fertigungsverfahren

Für konventionelleVerfahren geeignet

FDM alphacam

Identifikation von EinsatzmöglichkeitenMaterialklassen

Verschiedene Kunststoffe wurden

hinsichtlich ihrer Dichte und des

Elastizitätsmoduls charakterisiert,

um Ähnlichkeiten zwischen den

Materialien festzustellen.


Konzipierung von LeitfädenEs wurde ein Leitfaden für die Anpassungskonstruktion entwickelt

Allgemein Verfahrensspezifisch

Einleitung Einordnung in

den Prozess

Vor- und Nach-

teile von AM

Verfahrens-

darstellung

Konstruktionsrichtlinien/-restriktionen:

../../Arbeitsverzeichnis/AP 2 Leitfaden/20170202 Leitfaden für die Anpassungskonstruktion_version2.docx


KostenabschätzungEs wurde ein Kostenmodell für additive Bauteile erarbeitet

VorbereitungAdditiver Prozess

FolgeprozessAdditive

Fertigung

Rüstzeit Fertigungszeit Bauteilaufbereitungszeit

Dauer der Produktvariation

(Flexibilität bei veränderten

oder neuen Produkten) Geometrieabhängig

(werden abgeschätzt)

In Anlehnung an OTT 2012

Maschinenstundensatz

der Vorbereitung


der Fertigung


der Nachbereitung

Maschinen-

stundensatz + +


KostenabschätzungEs wurde ein Kostenmodell für additive Bauteile erarbeitet

Kostenart Formel/Formelzeichen Einheit

Wiederbeschaffungswert WWB €

Nutzungsdauer ND a

Arbeitszeit pro Jahr EZ h/a

Verfügbarkeit VA %

Kalkulat. Abschreibung KAS = WWB/(NDEZVA) €/h

Zinssatz ZS %

Kalkulat. Zinskosten KZ = WWBZS/(2EZVA) €/h

Betriebskosten pro Fläche BF €/m2

Flächenbedarf der Anlage FA m2

Raumkosten KR = FABF/EZ €/h

Nennleistung PN kW

Strompreis KSK €/(kWh)

Nutzungsfaktor NF %

Energiekosten KE = PNKSKNF €/h

Instandhaltungskostensatz IKS %

Instandhaltungskosten KI = WWBIKS/(NDEZVA) €/h


VorbereitungKMH = KAS+KZ+KR+KE+KI €/h

Prozesszeiten Maschine

Arbeitsschritt 1 tV,M,1 h










Gesamte Prozessdauer tV,M h

Maschinenkosten KV,M = tV,MKMH €

Materialkosten pro kg

Kosten Material 1 pro kg kM1 €/kg



Materialbedarf in kg

Bedarf Material 1 mM1 kg



Materialkosten KV,Mat = Σ kM,i mM,i €

Prozesszeiten Personal

Arbeitsschritt 1 tV,P,1 h










Gesamte Prozessdauer tV,P h

Stundensatz Personal kP €/h

Personalkosten KV,P = tV,P kP €

Gesamtkosten KV,Ges = KV,M+KV,Mat+KV,P €



Nutzungsdauer ND a


Verfügbarkeit VA %


Zinssatz ZS %





Nennleistung PN kW


Nutzungsfaktor NF %













































Nutzungsdauer ND a


Verfügbarkeit VA %


Zinssatz ZS %





Nennleistung PN kW


Nutzungsfaktor NF %











































Aus den Maschinenstundensätzen, den

Materialkosten und den Prozesszeiten

werden die Herstellkosten pro Bauteil

errechnet.

Vorbereitung

Fertigung

Nachbereitung


Entwicklung der MethodeDie erarbeiteten Bausteine wurden in ein Vorgehensmodell

implementiert

Phasen/Meilensteine Aufgaben/Methoden

1

Charakterisierung

des Bauteils

Charakterisiertes und

klassifiziertes Bauteil

●Charakterisierung des zu fertigenden Bauteils anhand der Merkmale

●Einordnung in die Produktklassen anhand der Steckbriefe

Auswahl des

Fertigungsverfahrens

Fertigungsgerechte

Gestaltung

Ausgewähltes

Fertigungsverfahren

●Entscheidung für ein spezifisches Fertigungsverfahren anhand der Produktklassen

●Berücksichtigung der Materialklassen

●Anwendung des Leitfadens der fertigungsgerechten Anpassungskonstruktion für additive Fertigungsverfahren

●AM-gerechte Gestaltung der Bauteile 3

2

Fertigungsgerechte

Bauteilkonstruktion

Kostenbetrachtung

4 Entscheidung für ein

Fertigungsverfahren

●Anwendung des Kostenmodells ● Identifikation der Prozesszeiten●Kostenvergleich

Resultate


Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse


Agenda



ResümeeHandlungsempfehlung

Produktklassen 1-3 sind

mittels konventioneller

Verfahren herstellbar.

Für Produktklasse 3 und

4 kann allerdings FDM

als additives Verfahren

kurzfristig herangezogen

werden.

Durch die Erweiterung

um das additive

Verfahren STL lassen

sich mittelfristig

Produkte insbesondere

der Klasse 4 verbessert

fertigen.

Langfristig ist eine

Erweiterung um additive

Verfahren wie SLS

sinnvoll, um weitere

Potenziale (noch

komplexere Teile, etc.)

auszuschöpfen.

operativ taktisch strategisch


Fazit und Ausblick

Zusammenfassung und Anknüpfungspunkte

▪ Erhöhter Einsatz der additiven Fertigung

▪ Steigerung der eigenen Materialentwicklung für die additive Fertigung

Ausblick

▪ Es wurde eine Methodik zur systematischen Auswahl eines geeigneten Fertigungsverfahren

entwickelt

▪ Es wurden Produkt- und Materialklassen gebildet und visualisiert

▪ Es wurde ein Leitfaden entwickelt, der die Vorteile und Restriktionen verschiedener

additiver Verfahren aufzeigt

▪ Es wurde ein Kostenmodell zur wirtschaftlichen Bewertung der Fertigungsverfahren

erarbeitet

Fazit

www.its-owl.de

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Session: 5 Aktivierung der Potentiale additiver ... · 1 Geometrie (grob) Geometrie (grob) Anwendu...

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