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Der DGM-Fachausschuss beschäftigt sich mit allen Fragen entlang der
Prozesskette: von der Rohstoffaufbereitung über die Bewertung,
Charakterisierung und Qualifizierung von Werkstoffen und ihrer
Eigenschaften bis hin zur Nachbehandlung des Bauteils. Mitglieder sind
deshalb Wissenschaftler ebenso wie Rohstoff- und Anlagenhersteller,
Produzenten und Anwender aus der Industrie, wobei die komplette
Werkstoffpalette (Kunststoffen, Metalle, Keramiken, Gläsern etc.) eine
Rolle spielt.
Der Fachausschuss befindet sich mit thematisch verwandten Ausschüssen
des VDI und des DVS sowie den an der Normungsarbeit beteiligten Gruppen
und der Fraunhofer-Allianz Generative Fertigung in ständigem Austausch.
Neben der Vorbereitung eigener Tagungen werden auch weitere Konferenzen,
etwa das "International Symposium Materials Science and Technology of
Additive Manufacturing", unterstützt.
Additive Fertigungsverfahren haben in den letzten Jahren zunehmend an
Bedeutung gewonnen. Während in den Anfängen der Technologie die
Herstellung von Prototypen und Modellen im Vordergrund stand, haben
Additive Verfahren heute bereits Einzug in die Serienfertigung gefunden.
Im Gegensatz zu konventionellen Fertigungsverfahren entsteht das Bauteil
bei der Additiven Fertigung direkt auf Basis von CAD-Daten durch
schichtweisen Aufbau. Zu den Verfahren zählen u.a. Stereolithografie,
selektives Laserschmelzen, selektives Lasersintern, Fused Deposition
Modeling (FDM), Laminated Object Modelling und 3D Printing. Die weiteste
Verbreitung in der Serienfertigung haben Laserbasierte Verfahren
metallischer Komponenten, beispielsweise in der Dentalbranche gefunden.
Populär und preiswert ist FDM im Bereich Kunststoffe zur Fertigung
individueller Teile - von Spielzeugen bis Designmodellen.
Additive Fertigung ist ökonomisch einsetzbar bei der parallelen
Fertigung sehr kleiner Bauteile in größeren Stückzahlen oder der
Einzelfertigung von Teilen mit einer hohen geometrischen Komplexität.
Dabei nimmt die Wirtschaftlichkeit mit steigender Komplexität der
Bauteilgeometrie zu. Neue Entwicklungen erlauben auch den simultanen
Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe und die Integration von Funktionen.
„Aufgrund der technischen Möglichkeiten, aber vor allem auch durch die
Verifizierung des enormen Potenzials in immer weiteren Bereichen, hat
sich das sogenannte Rapid Manufacturing oder Direct Manufacturing
etabliert. Zunehmend werden Anwendungsbereiche erschlossen, die über den
Modellbau und das Prototyping hinaus in die direkte Fertigung mit
Additiven Verfahren weisen. Dazu werden neue Maschinen und Konzepte
entwickelt: Der Prototyper wandelt sich zum Fabrikator. Diese
Entwicklung zur losgrößenunabhängigen Fertigung von kundenspezifischen
Serien mit Einzelteilcharakter (customization, customized mass
production) wird die Fertigungstechnik insgesamt revolutionieren.“
Vor diesem Hintergrund wurde der FA „Additive Fertigung“ in der DGM
gegründet. Der Fachausschuss soll u.a. folgende Themenfelder bearbeiten:
Darüber hinaus steht der FA mit dem ISO/TC 261 „Additive Manufacturing“,
dem FA 105 Additive Manufacturing des VDI und dem FA 13 „Generative
Fertigung - Rapidtechnologien“ des DSV in Kontakt. Auch Kontakt zur
Fraunhofer-Allianz Generative Fertigung werden zur Stärkung des FA
genutzt.
Eine zentrale Aufgabe des FA soll es sein, verfahrens- und
werkstoffübergreifende Themen zu diskutieren um Synergieeffekte besser
als bisher zu nutzen.
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Einführung in die additive Fertigung
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WerkstoffWoche 2017 Tagung
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Fachausschuss Additive Fertigung zusammen mit dem AK Additive Manufacturing im GA Pulvermetallurgie
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Die schichtweise Konstruktion von Bauteilen auf der Basis von digitalen 3D-Daten ermöglicht beinahe beliebige geometrische Formen. Die Vorteile liegen dabei auf der Hand. Einerseits kann durch Additive Fertigung viel Material (und damit auch Gewicht) eingespart werden, andererseits ergeben sich für Konstrukteure und Werkstofftechniker völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten. Deshalb hat die Additive Fertigung in den letzten Jahren etwa in der Luft- und Raumfahrtindustrie oder der Energie- und Medizintechnik zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Wenn es gelingt, durch Additive Fertigung Ersatzteile in einer mit heutigen Standardverfahren hergestellten Qualität herzustellen, hätte dies für Lagerhaltung, Transport und Kundenservice weitreichende Folgen. Deutschland ist in diesem Bereich schon sehr gut aufgestellt. Trotzdem sind zukünftig noch zahlreiche Probleme zu meistern.
Um die hohen Erwartungen an Additive Verfahren zu erfüllen, ist die Bereitstellung und Auswahl geeigneter Werkstoffe mit gewünschter Eigenschaftspallette ein entscheidender Schlüssel für den technischen Durchbruch. Ein besseres wissenschaftlich-technisches Verständnis des Material- und Werkstoffverhaltens und dessen Optimierung über die gesamte Prozesskette hinweg ist dabei unabdingbar, um „das richtige Material an die richtige Stelle zu bringen“. Gerade auf dem Gebiet des „Multi-Material-Design“ besteht ein dringender Forschungsbedarf. Der effektive Erkenntnistransfer in die industrielle Praxis muss in den nächsten Jahren ein weiterer Schwerpunkt sein. Um die gesamte Prozesskette mit einbeziehen zu können, sind Aspekte der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, der Chemie, des Anlagenbaus und der Ingenieurwissenschaften zu berücksichtigen.
Um die international gute Position Deutschlands beizubehalten und auszubauen, sind in Zukunft verstärkte Forschungsanstrengungen wichtig, unter anderem auch zur prozessbegleitenden Qualitätssicherung, Materialeffizienz und funktionsangepassten Werkstoffeinsatz sowie zur werkstoffgerechten Konstruktion und Auslegung neuer, additiv hergestellter Strukturen (Gitterstrukturen, Multi-Material-Strukturen o.ä.). Hierzu bedarf es abgestimmter F&E-Programme, bei denen sowohl die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) als auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) involviert werden sollten.
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