Realisierung eines funktional determinierten Produktentstehungsprozesses für die roboterbasierte additive Fertigung

Affiliation
WTH Aachen University, Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik, Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen, Deutschland
Witte, Mark;
Affiliation
WTH Aachen University, Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik, Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen, Deutschland
Schmitz, Markus;
Affiliation
WTH Aachen University, Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik, Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen, Deutschland
Grunau, Ruben;
Affiliation
WTH Aachen University, Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik, Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen, Deutschland
Wiartalla, Jan;
GND
13233030X
Corves, Burkhard;
GND
172923379
Affiliation
WTH Aachen University, Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik, Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen, Deutschland
Hüsing, Mathias;
Affiliation
RWTH Aachen University, Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung, Schinkelstraße 10, 52062 Aachen, Deutschland
Natzel, Wilko;
Affiliation
RWTH Aachen University, Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung, Schinkelstraße 10, 52062 Aachen, Deutschland
Zerwas, Thilo;
Affiliation
RWTH Aachen University, Visual Computing Institute, Lehrstuhl für Informatik 8, Ahornstraße 55, 52074 Aachen
Nehring-Wirxel, Julius;
Affiliation
RWTH Aachen University, Visual Computing Institute, Lehrstuhl für Informatik 8, Ahornstraße 55, 52074 Aachen
Kobbelt, Leif
Die additive Fertigung (AF) bietet die Möglichkeit, komplexere Geometrien als mit herkömmlichen Herstellungsverfahren zu fertigen. Das meistverbreitete Verfahren ist dabei das Fused Layer Manufacturing (FLM). Bei diesem Verfahren wird Material in parallelen Schichten aufgetragen, wodurch sich anisotrope Festigkeitseigenschaften im Bauteil ergeben. In diesem Beitrag wird das Projekt FunkDAF der RWTH Aachen vorgestellt, in dem ein vollständiger Produktent-stehungsprozess bestehend aus Konstruktion, Prozessverarbeitung und Fertigung entwickelt wird. Dabei soll das FLM-Verfahren zu einer 6-dimensionalen schichtlosen AF weiterentwickelt werden. über Ansätze des Generative Design wird in der Konstruktion ein Bauteil basierend auf Wirkflächen und Leitstützstruktur erzeugt. In der folgenden Prozessvorbereitung werden aus dem Bauteil unter Berücksichtigung von Belastungen kraftpfadoptimierte Extrusionstrajektorien für die Fertigung berechnet. In der Fertigung wird das Bauteil mit den Extrusionstrajektorien durch einen 6D-Handhabungsprozess gefertigt. In diesem Beitrag wird eine erste prototypische Implementierung der Prozesskette vorgestellt und Anforderungen an die Schnittstellen des Prozesses abgeleitet.
Additive manufacturing (AM) offers the possibility of producing more complex geometries than with conventional manufacturing processes. The most widely used process is fused layer manufacturing (FLM). In this process, material is ap-plied in parallel layers, resulting in anisotropic strength properties in the component. This article presents the FunkDAF project at RWTH Aachen University, in which a complete product development process consisting of design, process processing and production is being developed. The FLM process is to be further developed into a 6-dimensional layerless AM. Generative design approaches are used to create a component based on active surfaces and a guiding support structure. In the subsequent process preparation, forcepath optimised extrusion trajectories for production are calculated from the component, taking loads into account. In production, the component is manufactured with the extrusion trajec-tories using a 6D handling process. This article presents an initial prototype implementation of the process chain and derives requirements for the process interfaces.  
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