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Die generative Fertigung mittels Laser-Sintern

Kaddar, Wesam

Die Rapid Technologien haben sich nicht nur im Modellbau zur Herstellung von Prototypen (Konzeptmodelle, Geometrie- und Funktionsprototypen, Technische Prototypen), die in den verschiedenen Phasen der Produktentwicklung je nach Anwendungsgebiet und Branche mit unterschiedlicher Zielsetzung verwendet werden können, etabliert, sondern auch zu Fertigung von Serienteilen ,die sich nur durch die Herstellungsart von den konventionell hergestellten Serienprodukten unterscheiden, und das Ganze werkzeuglos und mit niedrigerem Materialverlust. Das in dieser Arbeit behandelte Laser-Sintern (LS) ist eines der bekanntesten und am häufigsten eingesetzten generativen Fertigungsverfahren und wird vorrangig für die Fertigung von Kunststoffbauteilen verwendet. Das Verfahren ist mittlerweile über 25 Jahre alt ist und trotzdem unterliegt der Fertigungsprozess mit dieser Technologie bis zum heutigen Stand keinen festgelegten Normen und fehlen immer noch Kenntnisse über die thermomechanischen Vorgänge und deren Auswirkung auf dem Bauprozess und die Bauteilqualität. Gleichzeitig besteht Optimierungsbedarf zum einen bezüglich der Prozessparameter und zum anderen bezüglich der erzielbaren Bauteilqualität. Die Eigenschaften der lasergesinterten Kunststoffbauteile hängen von einer Vielzahl unterschiedlichster Einfluss- und Stellgrößen ab. Sie bestimmen wesentlich die Genauigkeit des Bauteils, seine mechanischen und optischen Eigenschaften, die mögliche Baugeschwindigkeit sowie die Wirtschaftlichkeit der Herstellung. Im Rahmen dieser Arbeit sollten die Einflussgrößen des Laser-Sinterns detailliert betrachtet werden. Ziel ist es, zu untersuchen, wie die jeweilige Einflussnahme auf den Fertigungsprozess und die Eigenschaften des Produktes ist und welche Bedeutung mögliche Veränderungen besitzen. Es wurde auch versucht, die einzelnen Prozessparameter in Hinsicht auf die, für den jeweiligen Bauteil angestrebte mechanische und optische Eigenschaften zu definieren. Für eine Verfahrensoptimierung müssen zusätzlich auch eventuelle Nachbearbeitungsschritte in die Betrachtung mit einbezogen werden. Anhand experimenteller Versuche wurde untersucht, inwieweit die Oberflächenqualität der mit LS Verfahren erzeugten Bauteile durch gezielte Nachbearbeitung mit Verfahren der Oberflächentechnik, verbessert werden kann. In der Analyse werden die Nachbearbeitungsverfahren Strahlen, Fräsen, Gleitschleifen, Infiltrieren, Lackieren betrachtet. Im Schwerpunkt wurde untersucht, welche Verbesserung mit den einzelnen Verfahren erreicht werden kann und welchen Restriktionen die Oberflächenbearbeitung im Einzelnen unterliegt. Ziel der Ausarbeitung ist die Analyse, bei welcher Anfangsrauheit die Verfahren effizient eingesetzt werden können um bestmögliche Resultate zu erzielen.

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Zitierform:

Kaddar, Wesam: Die generative Fertigung mittels Laser-Sintern. 2010.

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