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Veröffentlichungen


Liste im Research Information System öffnen

2021

E. Moritzer, A. Hirsch, and C. Dalmer, Investigation of Plastic Freeformed, Open-Pored Structures with Regard to Producibility, Reproducibility and Liquid Permeability. Springer, 2021, pp. 112–129.

The Arburg Plastic Freeforming (APF) is an additive manufacturing process which allows the production of three-dimensional thermoplastic components in layers. The components are produced by depositing fine, molten plastic droplets. The main advantage of the APF is the open-parameter control of the associated machine system. Thus, the process parameters can be optimized for individual applications. A special and new application of the APF is the production of interconnecting porous structures. As this is a novel approach with this manufacturing process, the general producibility and reproducibility must first be proven. Therefore, the relevant process parameters with an influence on the open-pored structures are identified. The volume of the individual plastic droplets, the distance between the droplets and the layer thickness are the three decisive influencing factors. With the use of analysis methods, the free spaces created in the structure are described by a uniformly constructed, interconnected pore structure. This means that the pores are interconnected in three dimensions. Reproducibility is evaluated by repeated production and thru the changed conditions during the manufacturing process. In addition, the multiplication and a change of geometry are evaluated in such a way that there is no influence on the pore size. Irregularities when depositing the first layer are caused by unevenness of the building platform. A suitable test arrangement is set up to determine the liquid permeability. A characteristic value is determined to describe the permeability to liquids.

@book{Moritzer_Hirsch_Dalmer_2021, title={Investigation of Plastic Freeformed, Open-Pored Structures with Regard to Producibility, Reproducibility and Liquid Permeability}, DOI={10.1007/978-3-030-54334-1}, publisher={Springer}, author={Moritzer, Elmar and Hirsch, André and Dalmer, C.}, year={2021}, pages={112–129} }


    E. Moritzer, F. Hecker, and A. Hirsch, “Investigation and Modeling of the Residence Time Dependent Material Degradation in the Arburg Plastic Freeforming,” in Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021), Houston, Texas, USA.

    The Arburg Plastic Freeforming (APF) is an additive manufacturing process with which three-dimensional, thermoplastic components can be produced layer by layer. One disadvantage of the APF is the long residence time of the molten material in the plasticizing unit compared to conventional injection moulding. The dosing volume is emptied very slowly due to only discharging fine plastic droplets. As a result, long residence times can be expected, which can lead to thermal degradation of the material. The aim of this study was to develop a model for calculating the residence time of the material in the APF. The residence time of the material in the thermally critical dosing volume is predicted using software developed in-house. The accuracy of the model could be verified by experimental investigations. Finally, the thermal degradation of the material was investigated by analyzing the correlation to the mechanical properties of tensile strength specimens.

    @inproceedings{Moritzer_Hecker_Hirsch, title={Investigation and Modeling of the Residence Time Dependent Material Degradation in the Arburg Plastic Freeforming}, booktitle={Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)}, author={Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Hirsch, André}, editor={Bourell, David} }


      T. Nickchen, S. Heindorf, and G. Engels, “Generating Physically Sound Training Data for Image Recognition of Additively Manufactured Parts,” in Proceedings of the IEEE/CVF Winter Conference on Applications of Computer Vision, Hawaii, 2021, pp. 1994–2002.

      @inproceedings{Nickchen_Heindorf_Engels_2021, title={Generating Physically Sound Training Data for Image Recognition of Additively Manufactured Parts}, booktitle={Proceedings of the IEEE/CVF Winter Conference on Applications of Computer Vision}, author={Nickchen, Tobias and Heindorf, Stefan and Engels, Gregor}, year={2021}, pages={1994–2002} }


        E. Moritzer, C. L. Elsner, J. Wächter, and F. Knoop, “Investigation and Realization of Watertight FDM Structures Made of Ultem 9085 in Pressurized Systems,” presented at the 79th Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers (ANTEC), 2021.

        @inproceedings{Moritzer_Elsner_Wächter_Knoop_2021, title={Investigation and Realization of Watertight FDM Structures Made of Ultem 9085 in Pressurized Systems}, booktitle={79th Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers (ANTEC)}, author={Moritzer, Elmar and Elsner, Christian Lennart and Wächter, Julian and Knoop, Frederick}, year={2021} }


          E. Moritzer, F. Hecker, C. L. Elsner, and A. Hirsch, “Investigations for the Optimization of Visual and Geometrical Properties of Arburg Plastic Freeforming Components,” in Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021), Houston, Texas, USA.

          Arburg Plastic Freeforming (APF) is an additive manufacturing process with which three-dimensional, thermoplastic components can be produced layer by layer. Visual and geometrical properties are a major criterion for characterizing the resulting component quality. The aim of this study was to investigate the influences on visual and geometrical properties of APF components depending on process parameters. Initially the focus was on the analysis of the shrinkage behavior of ABS-M30 (Stratasys). On the basis of the results and an existing procedure by the machine manufacturer, an optimized procedure for determining the scaling factors was developed to counteract the shrinkage. With this procedure a higher dimensional accuracy of the components can be achieved. In addition, it was investigated whether an adaption of the form factor based on a mathematical model depending on the component geometry makes sense. The results were transferred into manufacturing guidelines, which allow the user of the APF-technology to optimize process parameters more efficiently.

          @inproceedings{Moritzer_Hecker_Elsner_Hirsch, title={Investigations for the Optimization of Visual and Geometrical Properties of Arburg Plastic Freeforming Components}, booktitle={Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)}, author={Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Elsner, Christian Lennart and Hirsch, André}, editor={Bourell, David} }


            E. Moritzer, F. Hecker, C. Driediger, and A. Hirsch, “Comparison of Component Properties and Economic Efficiency of the Arburg Plastic Freeforming and Fused Deposition Modeling,” in Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021), Houston, Texas, USA.

            The additive manufacturing process Fused Deposition Modeling (FDM) is established in the industry for many years. A new, similar process to FDM is the Arburg Plastic Freeforming (APF). The main differences between both processes are the form of the starting material (FDM: Filaments, APF: Conventional granulate) and the material deposition during the layer formation (FDM: Melt strand, APF: fine molten droplets). Since the two processes can be used in similar applications, the aim of this study is to compare both processes in a holistic way. Furthermore, the advantages and disadvantages of the processes are to be highlighted. The systematic comparison between a Stratasys 400mc and the Freeformer 200-3X is divided into the areas of component properties, design limitations and economic efficiency. The material ABS-M30 (Stratasys) is used in both processes. The results show comparable component properties regarding mechanical and optical properties but also differences in design limitations and cost efficiency.

            @inproceedings{Moritzer_Hecker_Driediger_Hirsch, title={Comparison of Component Properties and Economic Efficiency of the Arburg Plastic Freeforming and Fused Deposition Modeling}, booktitle={Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)}, author={Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Driediger, Christine and Hirsch, André}, editor={Bourell, David} }


              I. Kletetzka, C. Kummert, and H.-J. Schmid, “Laser Sintering Design Guidelines for media transmitting Components,” in Proceedings of the 32nd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, Austin, vol. 32.

              In automotive and other fields of application media-carrying components often have complex, flow-optimized geometries and are made of plastics for reasons of weight and cost. Therefore, the laser sintering technology is predestinated to manufacture these components as it offers a very high degree of design freedom and good mechanical properties. For industrial applications the long-term properties of the SLS material in contact with liquid media are important and were therefore investigated for PA12, PP and PA613. Hereby, different media such as motor oil or Glysantin based coolant were tested with different temperatures and immersion times of up to 26 weeks. The mechanical properties were tested after immersion and compared to injection molded samples. Furthermore, laser sintering design guidelines for media-carrying components were developed. These guidelines for instance include the minimum wall thickness to ensure media tightness and the removal of powder from channels with a high length to diameter ratio.

              @inproceedings{Kletetzka_Kummert_Schmid, place={Austin}, title={Laser Sintering Design Guidelines for media transmitting Components}, volume={32}, booktitle={Proceedings of the 32nd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, publisher={Laboratory for Freeform Fabrication and University of Texas}, author={Kletetzka, Ivo and Kummert, Christina and Schmid, Hans-Joachim} }


              E. Moritzer, F. Hecker, C. L. Elsner, and A. Hirsch, “Influences of Temperature-Dependent Boundary Conditions on Component Properties in Arburg Plastic Freeforming.”

              @inproceedings{Moritzer_Hecker_Elsner_Hirsch, title={Influences of Temperature-Dependent Boundary Conditions on Component Properties in Arburg Plastic Freeforming}, booktitle={Proceedings of  36th Annual Meeting of Polymer Processing Society (PPS-36)}, author={Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Elsner, Christian Lennart and Hirsch, André} }


                E. Zhuravlev et al., “Assessment of AlZnMgCu alloy powder modification for crack-free laser powder bed fusion by differential fast scanning calorimetry,” Materials & Design, Art. no. 109677, 2021, doi: 10.1016/j.matdes.2021.109677.

                Additive manufacturing, e.g. by laser powder bed fusion (LPBF), is very attractive for lightweight constructions, as complex and stress-optimised structures integrating multiple functions can be produced within one process. Unfortunately, high strength AlZnMgCu alloys tend to hot cracking during LPBF and thus have not so far been applicable. In this work the melting and solidification behaviour of AlZnMgCu alloy powder variants with particle surface inoculation was analysed by Differential Fast Scanning Calorimetry. The aim is to establish a method that makes it possible to assess powder modifications in terms of their suitability for LPBF on a laboratory scale requiring only small amounts of powder. Therefore, solidification undercooling is evaluated at cooling rates relevant for LPBF. A method for the temperature correction and normalisation of the DFSC results is proposed. Two ways of powder modification were tested for the powder particles surface inoculation by titanium carbide (TiC) nanoparticles: via wet-chemical deposition and via mechanical mixing. A low undercooling from DFSC correlates with a low number of cracks of LPBF-manufactured cubes. It appears that a reduced undercooling combined with reduced solidification onset scatter indicates the possibility of crack-free LPBF of alloys that otherwise tend to hot cracking.

                @article{Zhuravlev_Milkereit_Yang_Heiland_Vieth_Voigt_Schaper_Grundmeier_Schick_Kessler_2021, title={Assessment of AlZnMgCu alloy powder modification for crack-free laser powder bed fusion by differential fast scanning calorimetry}, DOI={10.1016/j.matdes.2021.109677}, number={109677}, journal={Materials & Design}, author={Zhuravlev, Evgeny and Milkereit, Benjamin and Yang, Bin and Heiland, Steffen and Vieth, Pascal and Voigt, Markus and Schaper, Mirko and Grundmeier, Guido and Schick, Christoph and Kessler, Olaf}, year={2021} }


                  D. Zimmer, T. Koers, and T. Bührmann, “Zukunftstechnologie und moderne Antriebe kombiniert: AM in modularen Antriebssystemen,” Newsletter der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung, vol. 1, pp. 9–10, 2021.

                  @article{Zimmer_Koers_Bührmann_2021, title={Zukunftstechnologie und moderne Antriebe kombiniert: AM in modularen Antriebssystemen}, volume={1}, journal={Newsletter der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung}, publisher={Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktentwicklung WiGeP}, author={Zimmer, Detmar and Koers, Thorsten and Bührmann, Tobias}, year={2021}, pages={9–10} }


                    E. Moritzer, J. Wächter, and C. L. Elsner, “Investigation of Specific FDM Process Parameters to Optimize the Polymer Discharge of Carbon Fiber Reinforced PEEK,” Macromolecular Symposia, vol. 395, no. 1, 2021, doi: 10.1002/masy.202000269.

                    @article{Moritzer_Wächter_Elsner_2021, title={Investigation of Specific FDM Process Parameters to Optimize the Polymer Discharge of Carbon Fiber Reinforced PEEK}, volume={395}, DOI={10.1002/masy.202000269}, number={1}, journal={Macromolecular Symposia}, publisher={Wiley}, author={Moritzer, Elmar and Wächter, Julian and Elsner, Christian Lennart}, year={2021} }


                      E. Moritzer and C. Schumacher, “Stainless Steel Parts Produced by Fused Deposition Modeling and a Sintering Process Compared to Components Manufactured in Selective Laser Melting,” Macromolecular Symposia, vol. 395, no. 1, Art. no. 2000275, 2021, doi: 10.1002/masy.202000275.

                      @article{Moritzer_Schumacher_2021, title={Stainless Steel Parts Produced by Fused Deposition Modeling and a Sintering Process Compared to Components Manufactured in Selective Laser Melting}, volume={395}, DOI={10.1002/masy.202000275}, number={12000275}, journal={Macromolecular Symposia}, author={Moritzer, Elmar and Schumacher, Christian}, year={2021} }


                        E. Moritzer and J. Wächter, “Einfluss eines beheizten Bauraums auf die Schweißnahtqualität,” Plastverarbeiter, no. 04, pp. 30–32, 2021.

                        @article{Moritzer_Wächter_2021, title={Einfluss eines beheizten Bauraums auf die Schweißnahtqualität}, number={04}, journal={Plastverarbeiter}, author={Moritzer, Elmar and Wächter, Julian}, year={2021}, pages={30–32} }


                          E. Moritzer, C. L. Elsner, and C. Schumacher, “Investigation of Metal‐Polymer Composites Manufactured by Fused Deposition Modeling with Regard to Process Parameters,” Polymer Composites, 2021, doi: 10.1002/pc.26285.

                          @article{Moritzer_Elsner_Schumacher_2021, title={Investigation of Metal‐Polymer Composites Manufactured by Fused Deposition Modeling with Regard to Process Parameters}, DOI={10.1002/pc.26285}, journal={Polymer Composites}, author={Moritzer, Elmar and Elsner, Christian Lennart and Schumacher, Christian}, year={2021} }


                            S. Magerkohl, D. Zimmer, L. Tasche, M. Schaper, S. Urbanek, and B. Ponick, “Funktionsoptimierte AM-Gestaltung eines E-Rotors,” antriebstechnik - Zeitschrift für Konstruktion, Entwicklung und Anwendung von Antrieben und Steuerungen , vol. 60, no. 6, pp. 36–43, 2021.

                            Die Additive Fertigung bietet ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit und ermöglicht die wirt-schaftliche Nutzung von konventionell schwer zu verarbeitenden Materialien. Diese Merk-male ermöglichen neuartige Lösungsansätze bei Funktionsbauteilen in fast allen Anwen-dungsbereichen. Dieses Potential kann auch im Elektromaschinenbau genutzt werden. Am Bespiel des Rotors einer permanentmagneterregten Synchronmaschine (PMSM) lassen sich die Herausforderungen und Möglichkeiten exemplarisch beschreiben.

                            @article{Magerkohl_Zimmer_Tasche_Schaper_Urbanek_Ponick_2021, title={Funktionsoptimierte AM-Gestaltung eines E-Rotors}, volume={60}, number={6}, journal={antriebstechnik - Zeitschrift für Konstruktion, Entwicklung und Anwendung von Antrieben und Steuerungen }, publisher={Vereinigte Fachverlage GmbH}, author={Magerkohl, Sebastian and Zimmer, Detmar and Tasche, Lennart and Schaper, Mirko and Urbanek, Stefan and Ponick, Bernd}, year={2021}, pages={36–43} }


                              2020

                              J. P. Brüggemann, L. Risse, S. C. Woodcock, G. Kullmer, and H. A. Richard, “Einsatz von Topologieoptimierungssoftware - Der Ersatz für den Ingenieur?,” in DVM-Bericht 405, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2020, vol. 405.

                              @inproceedings{Brüggemann_Risse_Woodcock_Kullmer_Richard_2020, title={Einsatz von Topologieoptimierungssoftware - Der Ersatz für den Ingenieur?}, volume={405}, booktitle={DVM-Bericht 405, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Woodcock, S.C. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2020} }


                                L. Claes, E. Baumhögger, T. Rüther, J. Gierse, T. Tröster, and B. Henning, “Reduction of systematic measurement deviation in acoustic absorption measurement systems,” in Fortschritte der Akustik - DAGA 2020, 2020, pp. 1077–1080.

                                @inproceedings{Claes_Baumhögger_Rüther_Gierse_Tröster_Henning_2020, title={Reduction of systematic measurement deviation in acoustic absorption measurement systems}, booktitle={Fortschritte der Akustik - DAGA 2020}, author={Claes, Leander and Baumhögger, Elmar and Rüther, Torben and Gierse, Jan and Tröster, Thomas and Henning, Bernd}, year={2020}, pages={1077–1080} }


                                L. Risse and G. Kullmer, “Implementierung additiver Fertigungsverfahren in den chirurgischen Arbeitsablauf,” in DVM-Bericht 405, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2020, vol. 405.

                                @inproceedings{Risse_Kullmer_2020, title={Implementierung additiver Fertigungsverfahren in den chirurgischen Arbeitsablauf}, volume={405}, booktitle={DVM-Bericht 405, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Risse, L. and Kullmer, G.}, year={2020} }


                                  C. Kummert, W. Diekmann, K. Tews, and H.-J. Schmid, “Influence of Part Microstructure on Mechanicl Properties of PA6X Laser Sintered Specimens,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2020, vol. 29, pp. 735–744.

                                  @inproceedings{Kummert_Diekmann_Tews_Schmid_2020, title={Influence of Part Microstructure on Mechanicl Properties of PA6X Laser Sintered Specimens}, volume={29}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2019/063%20Influence%20of%20Part%20Microstructure%20on%20Mechanical%20Pro.pdf}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Kummert, Christina and Diekmann, Wolfgang and Tews, Katrin and Schmid, Hans-Joachim}, year={2020}, pages={735–744} }


                                    J. P. Brüggemann et al., “Strukturoptimierung einer Messradkomponente zur realitätsnäheren Erfassung von Fahrzeuglastdaten und Bruchmechanische Bewertung,” in DVM-Bericht 252, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2020, vol. 252.

                                    @inproceedings{Brüggemann_Risse_Woodcock_Joy_Neumann_Vidner _Kullmer_Richard_2020, title={Strukturoptimierung einer Messradkomponente zur realitätsnäheren Erfassung von Fahrzeuglastdaten und Bruchmechanische Bewertung}, volume={252}, booktitle={DVM-Bericht 252, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Woodcock, S.C. and Joy, T.D. and Neumann, J. and Vidner , J. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2020} }


                                      2019

                                      L. Risse, S. C. Woodcock, G. Kullmer, B. Schramm, and H. A. Richard, Einsatz ingenieurmäßiger Methoden zur Lösung chirurgischer Herausforderungen. 2019, pp. 35–56.

                                      @book{Risse_Woodcock_Kullmer_Schramm_Richard_2019, title={Einsatz ingenieurmäßiger Methoden zur Lösung chirurgischer Herausforderungen}, author={Risse, L. and Woodcock, S.C. and Kullmer, G. and Schramm, B. and Richard, H.A.}, year={2019}, pages={35–56} }


                                        E. Moritzer, A. Hirsch, and S. Paulus, Rissausbreitungsmechanismen in FDM-Verstärkungsstrukturen unter dynamischer Beanspruchung. Springer Vieweg, 2019, pp. 185–198.

                                        Das Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein etabliertes additives Fertigungsverfahren zur Her-stellung von thermoplastischen Kunststoffbauteilen. In dem vorliegenden Beitrag sind FDM-Verstärkungsstrukturen aus dem Material Ultem 9085 dynamischen Langzeituntersuchungen un-terzogen worden. Dabei wurde die innere Struktur der Probekörper über eine Parametervariation verändert, sodass anschließend die signifikanten Einflussfaktoren auf die Langzeitfestigkeit un-ter dynamischer Belastung identifiziert und analysiert werden konnten. Mit dieser Vorgehens-weise sollte gleichzeitig eine Optimierung der FDM-Verstärkungsstrukturen hinsichtlich der dy-namischen Langzeiteigenschaften bei Biege- und Druckbelastungen vorgenommen werden. Des Weiteren sind anhand der Probekörper die auftretenden Bruch- und Rissausbreitungsmechanis-men analysiert worden. Anhand der ermittelten Wöhlerkurven kann die Lebensdauer unter dy-namischer Belastung abgeschätzt werden. Außerdem zeigen die Untersuchungen, dass Fehlstel-len durch eine hohe Strangbreite und Überfüllungen im Bauteil für Schwachstellen in den FDM-Verstärkungsstrukturen sorgen, an denen Risse bei Druckbelastung entstanden sind und sich dadurch schneller ausbreiten konnten.

                                        @book{Moritzer_Hirsch_Paulus_2019, title={Rissausbreitungsmechanismen in FDM-Verstärkungsstrukturen unter dynamischer Beanspruchung}, DOI={10.1007/978-3-658-27412-2}, publisher={Springer Vieweg}, author={Moritzer, Elmar and Hirsch, André and Paulus, S.}, year={2019}, pages={185–198} }


                                          J. P. Brüggemann, L. Risse, G. Kullmer, and H. A. Richard, Entwicklung von Optimierungsstrategien für Strukturbauteile unter Ausnutzung der Potentiale des Laser-Strahlschmelzens. 2019, pp. 1–22.

                                          @book{Brüggemann_Risse_Kullmer_Richard_2019, title={Entwicklung von Optimierungsstrategien für Strukturbauteile unter Ausnutzung der Potentiale des Laser-Strahlschmelzens}, journal={Additive Fertigung von Bauteilen und Strukturen – Neue Erkenntnisse und Praxisbeispiele}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2019}, pages={1–22} }


                                            J. P. Brüggemann et al., “Strukturoptimierung durch den Einsatz des Laser-Strahlschmelzprozesses zur realitätsnäheren Erfassung von Fahrzeug-Lastdaten,” in DVM-Bericht 404, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2019, vol. 404, pp. 69–82.

                                            @inproceedings{Brüggemann_Risse_Woodcock_Duffe_Neumann_Vidner_Kullmer_Richard_2019, title={Strukturoptimierung durch den Einsatz des Laser-Strahlschmelzprozesses zur realitätsnäheren Erfassung von Fahrzeug-Lastdaten}, volume={404}, booktitle={DVM-Bericht 404, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Woodcock, S.C. and Duffe, T. and Neumann, J. and Vidner, J. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2019}, pages={69–82} }


                                              I. Gräßler, H. Thiele, C. Oleff, P. Scholle, and V. Schulze, “Priorisierung von Anforderungen für die Entwicklung mechatronischer Systeme,” in International Conference on Engineering Design (ICED19), 2019, pp. 1265–1274.

                                              In diesem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, welcher die Bewertung des Risikos von Anforderungsänderungen in der Entwicklung mechatronischer Systeme ermöglicht. Ausgehend von einer Anforderungsliste werden die Wechselwirkungen in einer Requirements Structure Matrix (RSM) teilautomatisch erfasst. Parallel werden Anforderungen in Bezug auf ihren Ursprung („Einflussbereich“) kategorisiert und darauf aufbauend priorisiert. Diese Priorisierung basiert auf dem Veränderungsrisiko und wird durch die drei Kriterien „Dynamik“, „Unsicherheit der Wissensbasis“ und „Relevanz für den Entwicklungsprozess“ charakterisiert. Das Vorgehen wird anhand strukturierter Interviews mit Projektleitern und Entwicklern und der Fallstudie eines Pedelecs als mechatronischem System validiert. Durch die Anwendung der Methode können disziplinübergreifende Abhängigkeiten von Anforderungen zur Reduktion von Iterationen in der Entwicklung mechatronischer Systeme – wie dem Pedelec – berücksichtigt werden.

                                              @inproceedings{Gräßler_Thiele_Oleff_Scholle_Schulze_2019, title={Priorisierung von Anforderungen für die Entwicklung mechatronischer Systeme}, DOI={10.17619/UNIPB/1-791}, booktitle={International Conference on Engineering Design (ICED19)}, author={Gräßler, I. and Thiele, H. and Oleff, C. and Scholle, P. and Schulze, V.}, year={2019}, pages={1265–1274} }


                                                J. P. Brüggemann, L. Risse, H. A. Richard, and G. Kullmer, “Einflussfaktoren auf Bauteilgüte lasergeschmolzener Strukturen,” in DVM - Bericht 251, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2019, vol. 251, pp. 207–218.

                                                @inproceedings{Brüggemann_Risse_Richard_Kullmer_2019, title={Einflussfaktoren auf Bauteilgüte lasergeschmolzener Strukturen}, volume={251}, booktitle={DVM - Bericht 251, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Richard, H.A. and Kullmer, G.}, year={2019}, pages={207–218} }


                                                  E. Moritzer, A. Hirsch, and F. Hecker, “Process Parameter Optimization to Improve the Mechanical Properties of Arburg Plastic Freeformed Components,” in 30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2019, vol. 30, pp. 705–714, doi: http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2019/060%20Process%20Parameter%20Optimization%20to%20Improve%20the%20Mech.pdf.

                                                  The Arburg Plastic Freeforming (APF) is an additive manufacturing process that allows three-dimensional, thermoplastic components to be produced in layer by layer. The components are generated by depositing fine, molten plastic droplets. One of the main advantages of the APF process is the open machine control. Thus, the process parameters can be adapted and optimized for the individual applications. The optimization is carried out on the basis of a variation of the process parameters using a statistical design of experiments. Relevant process parameters are the layer thickness, the form factor, the raster and delta angle as well as the overlap between the contour and the filling of a layer. In addition, the nozzle and build chamber temperatures are varied. Using this procedure, the effects of the influencing parameters on the mechanical properties and the interactions between the influencing parameters are analyzed and converted into mathematical models. On the basis of the results and the models, guidelines will be developed to assist the user of APF technology in the systematic process configuration for their own applications. The material used is ABS, one of the most frequently used amorphous thermoplastics in additive manufacturing. The mechanical properties are determined on the basis of tensile tests and the characteristic values tensile strength, elongation at break and Young's modulus. The results should show the performance of the APF technology in regard to the mechanical properties.

                                                  @inproceedings{Moritzer_Hirsch_Hecker_2019, title={Process Parameter Optimization to Improve the Mechanical Properties of Arburg Plastic Freeformed Components}, volume={30}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2019/060%20Process%20Parameter%20Optimization%20to%20Improve%20the%20Mech.pdf}, booktitle={30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Moritzer, Elmar and Hirsch, André and Hecker, Felix}, year={2019}, pages={705–714} }


                                                    E. Moritzer, J. Wächter, and M. Elsner, “Investigation of the Processability of Different PEEK Materials in the FDM Process with Regard to the Weld Seam Strength,” in 30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2019, vol. 30, pp. 856–863, doi: http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2019/074%20Investigation%20of%20The%20Processability%20of%20Different%20P.pdf.

                                                    Due to the great popularity of the Fused Deposition Modeling (FDM) process, the material market is growing. In particular, processing of high-temperature materials such as PEEK is demanding. The aim of the investigations is to test different PEEK materials regarding their processability in the FDM process. An unreinforced PEEK, a thermally conductive PEEK as well as a carbon fiber reinforced PEEK are investigated. The processability is assessed with the help of the weld seam strength. The assessment of the weld seam strength is carried out by building tests. For this purpose, a special method developed at the DMRC is used. In addition, a welding width factor between the strands deposited on each other is calculated and compared. Finally, a welding factor is determined to enable the comparison between the different materials. With this procedure, the influence of varying nozzle and build chamber temperatures on the achievable weld seam strengths is evaluated.

                                                    @inproceedings{Moritzer_Wächter_Elsner_2019, title={Investigation of the Processability of Different PEEK Materials in the FDM Process with Regard to the Weld Seam Strength}, volume={30}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2019/074%20Investigation%20of%20The%20Processability%20of%20Different%20P.pdf}, booktitle={30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Moritzer, Elmar and Wächter, Julian and Elsner, M.}, year={2019}, pages={856–863} }


                                                      V. Schöppner, C. Schumacher, and C. Fels, “A Method to Evaluate the Process-Specific Warpage for Different Polymers in the FDM Process,” 2019, doi: 10.1063/1.5088315.

                                                      Additive manufacturing processes, like the Fused Deposition Modeling (FDM) process, do not need product-specific tools and create parts directly from the CAD data. In the FDM process, the semi-finished product, a wire of a thermoplastic polymer, is melted and forced through a nozzle. The continuous positioning of this nozzle allows the polymer to weld together strand by strand and layer by layer to produce a component. Because no mold is used in the FDM process, no holding pressure can be generated as in injection molding processes, in which the holding pressure is used to minimize the shrinkage and warpage of the part. In the FDM process, the part is generated in an ambient pressure environment. Each strand cools down and shrinks separately. This causes residual stresses in the part that can lead to major warpage and a complete stoppage of the process. This is the main reason why the material selection in the FDM process is restricted in comparison to conventional polymer processing technologies. In this paper, the warpage of different polymers is quantified as a criterion for evaluating the processability of polymers in the FDM process. Due to the process principle, the part properties in the FDM process are mainly influenced by the machine quality and the data processing, so that it is difficult to test a material for FDM independently of the machine and the data processing. Considering these influences, a custom-built specimen is created to test and quantify the warpage of different types of blended and reinforced polyamide 6. Considering the experimentally investigated warpage, the materials can be evaluated and the warpage can be related to the shrinkage investigated in pvT measurements. This procedure allows the machine- and process-independent rating of the processability in terms of warpage for different materials. Alongside other criteria, this is a necessary step to develop new materials with good processability in the FDM process.

                                                      @inproceedings{Schöppner_Schumacher_Fels_2019, title={A Method to Evaluate the Process-Specific Warpage for Different Polymers in the FDM Process}, DOI={10.1063/1.5088315}, booktitle={AIP Conference Proceedings}, publisher={AIP Publishing}, author={Schöppner, Volker and Schumacher, C. and Fels, C.}, year={2019} }


                                                        S. C. Woodcock, L. Risse, G. Kullmer, and H. A. Richard, “Bewertung von verschieden gearteten Gitterstrukturen in Bezug auf ihre Einsatzfähigkeit in Bandscheibenimplantaten,” in DVM - Bericht 404, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2019, vol. 404, pp. 151–162.

                                                        @inproceedings{Woodcock_Risse_Kullmer_Richard_2019, title={Bewertung von verschieden gearteten Gitterstrukturen in Bezug auf ihre Einsatzfähigkeit in Bandscheibenimplantaten}, volume={404}, booktitle={DVM - Bericht 404, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Woodcock, S.C. and Risse, L. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2019}, pages={151–162} }


                                                          S. Lammers, J. Tominski, and D. Zimmer, “Guidelines for post processing oriented design of additive manufactured parts for use in topology optimization,” in II International Conference on Simulation for Additive Manufacturing Sim-AM 2019 11-13 September, 2019, 2019, pp. 174–185.

                                                          According to ISO / ASTM 52900, additive manufacturing (AM) is defined as "the process of joining materials to make parts from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to conventional manufacturing including subtractive manufacturing technologies and formative manufacturing methodologies” [1]. This results in significant advantages over conventional manufacturing methodologies, such as the production of topologically optimized, complex structures, lower material consumption or shorter product development cycles. In order to be able to use these advantages, the possibilities and restrictions of the processes must be known. In particular, selective laser beam melting (SLM), in which a powdery metallic starting material is melted by means of a laser, requires a sound understanding of the process. For this purpose, design guidelines have been presented in various scientific papers. These design guidelines help to design a component in such a way that it can be manufactured successfully using additive manufacturing. These so-called “AMsuitable design guidelines” can be found among others at Adam, Kranz and Thomas [2,3,4,5]. In contrast to established manufacturing processes, the post-processing of additive components is divided into two steps. First, the AM immanent post processing, such as the removing of the component from the building platform or the removing of the remaining powder. These post-processing steps are in the following referred to “post-processing”. Secondly, the subsequent post-processing steps to improve the component properties, such as milling and turning or a stress-relief annealing. These are referred to as “finishing” and form the focus of this paper. With regard to a successful finishing of additively manufactured components, design guidelines must be taken into account that consider the finishing inherent restrictions and possibilities. In the following, these design guidelines are referred to “finishing suitable”. They can deviate significantly from those of conventionally manufactured components in the case of additively manufactured components. Although there are some investigations that deal with the post-processing of additively manufactured components [6,7], there are hardly any design guidelines that are suitable for finishing [8]. Therefore, knowledge about the finishing of additively manufactured components is based on experimental experience rather than on scientific knowledge. For this reason, design guidelines for a finishing suitable design must be methodically determined and quantified. These quantified design guidelines can be used for an automated design check on complex components like topology optimized geometries.

                                                          @inproceedings{Lammers_Tominski_Zimmer_2019, title={Guidelines for post processing oriented design of additive manufactured parts for use in topology optimization}, DOI={http://congress.cimne.com/sim-am2019/frontal/doc/EbookSim-AM2019.pdf}, booktitle={II International Conference on Simulation for Additive Manufacturing Sim-AM 2019 11-13 September, 2019}, author={Lammers, Stefan and Tominski, Johannes and Zimmer, Detmar}, year={2019}, pages={174–185} }


                                                            E. Moritzer, A. Hirsch, and F. I. Bürenhaus, “Development and Modeling of Design and Process Guidelines for FDM Structures for the Partial Reinforcement of Hybrid Structures,” in AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2065, no. 1, doi: 10.1063/1.5088314.

                                                            The mechanical properties of thin-walled plastic components are limited. One approach to improve the strength or stiffness of these components is to reinforce the thin-walled areas with an individually adapted Fused Deposition Modeling structure. Fused Deposition Modeling (FDM) is one of the most commonly used additive manufacturing processes. This process is characterized by the deposition of a fused, thermoplastic filament. Depending on the form of the reinforcement structure, the resulting hybrid structure should show higher strength or stiffness. The objective of the project is to determine constructive design and process guidelines for FDM structures. The FDM structure is to be used as a partial reinforcement for lightweight components and be adapted to the respective load conditions. Because of the lightweight application, the FDM structure should also have the lowest possible weight. The optimization of the FDM parts for different load cases is realized by adapting the design parameters. These parameters influence the layer generation and therefore also the inner structure of the FDM parts. In preliminary studies, the manufacturing restrictions of the FDM process are defined. The specimens are manufactured based on the Design of Experiments. To determine the static strength properties, different tests (tensile, compression, flexural, torsion and impact) are carried out. The investigations show that the filling strategy affects the mechanical properties. As a result of the investigations, design and process guidelines for the FDM structures are established according to the load conditions.

                                                            @inproceedings{Moritzer_Hirsch_Bürenhaus_2019, title={Development and Modeling of Design and Process Guidelines for FDM Structures for the Partial Reinforcement of Hybrid Structures}, volume={2065}, DOI={10.1063/1.5088314}, number={1}, booktitle={AIP Conference Proceedings}, publisher={AIP Publishing}, author={Moritzer, Elmar and Hirsch, André and Bürenhaus, Franziska Isabelle}, year={2019} }


                                                              S. H. Klippstein and H.-J. Schmid, “Methodik zur Qualifizierung des Lasersinter Prozesses für die Serienfertigung,” 2019, doi: 10.3139/9783446462441.025.

                                                              Zuverlässige, wiederholbare Bauteileigenschaften sind unabdingbar um das Herstellungsverfahren Polymer Lasersintern im industriellen Prozess-Portfolio vieler Firmen aufnehmen zu können. Einige Unternehmen und Institute haben sich daher in jüngster Zeit mit dem Thema der reproduzierbaren Bauteileigenschaften beschäftigt. Mit der hier vorgestellten und angewandten Methodik wird nicht nur der Prozessablauf vom Bauteil bis zu Nachbearbeitung betrachtet, sondern auch die Maschinenperformance in einem Ringversuch und über einen längeren Zeitraum geprüft. Rückgrat dieser Untersuchung bildet hierbei der aus der Six Sigma Lehre stammende DMAIC (Define - Measure - Analyse - Improve - Control) Verbesserungszyklus. Hierfür wird ein Standard-Prozess definiert. Diesem folgend werden die für die Industrie oder den Anwender interessanten Messungen aufgenommen und analysiert. Anschließend wird der Prozess sowie die Messmethodik optimiert und auch Kontrollmethoden definiert. Für die Anwendung der entwickelten Methodik wird exemplarisch der Maschinentyp EOS P396 mit PA2200 untersucht. Daten für die Bestimmung der Mechanik, der Optik und der Haptik sowie für die Dimensionen und die Bauteildichte werden als Qualitätskriterium aufgenommen und über einen längeren Zeitraum analysiert. Weiteres Ziel ist es, den Messaufwand zu reduzieren und die Qualitätssicherung im Serienbtrieb zu gewährleisten.

                                                              @inproceedings{Klippstein_Schmid_2019, title={Methodik zur Qualifizierung des Lasersinter Prozesses für die Serienfertigung}, DOI={10.3139/9783446462441.025}, booktitle={Proceedings of the 16th Rapid.Tech Conference}, author={Klippstein, Sven Helge and Schmid, Hans-Joachim}, year={2019} }


                                                                I. Gräßler and C. Oleff, “Risikoorientierte Analyse und Handhabung von Anforderungsänderungen,” in Design for X - Beiträge zum 30. DfX-Symposium , 2019, vol. 30, pp. 49–60.

                                                                Requirement changes are a major cause for project failure. A systematic approach to manage those changes from the very beginning should be an in-tegral part of each development project. Although this is accepted in both sci-ence and industry, there is no adequate approach to tackle the issue, especially in the context of interdisciplinary systems. In this paper, a secondary analysis is done to identify all information that is necessary to manage those changes efficiently. The demanded information is pictured in a reference model and then mapped with the capabilities of existing approaches. Based on this, research gaps are identified and used to guide future research efforts.

                                                                @inproceedings{Gräßler_Oleff_2019, title={Risikoorientierte Analyse und Handhabung von Anforderungsänderungen}, volume={30}, DOI={ 10.35199/dfx2019.5}, booktitle={Design for X - Beiträge zum 30. DfX-Symposium }, author={Gräßler, I. and Oleff, C.}, year={2019}, pages={49–60} }


                                                                  J. P. Brüggemann, L. Risse, H. A. Richard, and G. Kullmer, “Einflussfaktoren auf Bauteilgüte lasergeschmolzener Strukturen,” in DVM-Bericht 251, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2019, vol. 251, pp. 207–218.

                                                                  @inproceedings{Brüggemann_Risse_Richard_Kullmer_2019, title={Einflussfaktoren auf Bauteilgüte lasergeschmolzener Strukturen}, volume={251}, booktitle={DVM-Bericht 251, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Richard, H.A. and Kullmer, G.}, year={2019}, pages={207–218} }


                                                                    L. Risse, S. C. Woodcock, G. Kullmer, B. Schramm, and H. A. Richard, “Reconstruction of a defective finger joint surface and development of an adapted external fixator,” in Lecture Notes in Computational Vision and Biomechanics , 2019, pp. 230–238.

                                                                    @inproceedings{Risse_Woodcock_Kullmer_Schramm_Richard_2019, title={Reconstruction of a defective finger joint surface and development of an adapted external fixator}, booktitle={Lecture Notes in Computational Vision and Biomechanics }, author={Risse, L. and Woodcock, S.C. and Kullmer, G. and Schramm, B. and Richard, H.A.}, year={2019}, pages={230–238} }


                                                                      T. Künneke, T. Lieneke, S. Lammers, and D. Zimmer, “Design guidelines for post-processing of laser beam melting in context of support structures,” in Proceedings of the Special Interest Group meeting on Advancing Precision in Additive Manufacturing, 2019, pp. 137–140.

                                                                      Laser Beam Melting (LBM) is an Additive Manufacturing (AM) process on the threshold of serial production. Therefore, LBM has to overcome different problems such as a low productivity and minor economic efficiency. Support structures are essential for LBM; however, these structures contribute to the mentioned topics, because their removal is time consuming and cost intensive. To enable design engineers and operators to increase the efficiency of LBM, design guidelinesfor support structures suitable for post-processing are developed. For this purpose, the effect of different design parameters on various evaluation criteria is considered. Suitability for post-processing can be evaluated in terms of cost, quality and time. Therefore, test specimens are built and parameter impacts on material consumption as well as the post-processing time is examined. Furthermore, the roughness of the parts is analyzed and used as an indicator for the removability of the support structure. In addition, warpage is measured and the impact of the parameters on this criterion is examined. Based on the results, suitable design guidelines and hints for support structures are developed in order to reduce time and costs during manufacturing and post-processing.

                                                                      @inproceedings{Künneke_Lieneke_Lammers_Zimmer_2019, title={Design guidelines for post-processing of laser beam melting in context of support structures}, DOI={https://www.euspen.eu/knowledge-base/AM19127.pdf}, booktitle={Proceedings of the Special Interest Group meeting on Advancing Precision in Additive Manufacturing}, author={Künneke, Thomas and Lieneke, Tobias and Lammers, Stefan and Zimmer, Detmar}, year={2019}, pages={137–140} }


                                                                        S. H. Klippstein, A. Duchting, T. Reiher, F. Hengsbach, D. Menge, and H.-J. Schmid, “Devolopment, Production and post-processing of a topology optimized aircraft bracket ,” in 30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2019, vol. 30, pp. 1932–1945, doi: http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2019/160 Development, Production and Post-Processing of a T.pdf.

                                                                        Structural parts for aviation have very high demands on the development and production process. Therefore, the entire process must be considered in order to produce high-quality AM metal parts. In this case study, a conventional part was selected to be optimized for AM. The process presented includes component selection, design improvement with a novel approach for topology optimization based on the AMendate algorithm as basis of MSC Apex Generative Design,component production on a SLM 250 HL and post-processing including heat treatment and surface smoothing. With the topology optimization a weight reduction of ~60 % could be realized, whereby the stress distribution is more homogeneous. Furthermore, the challenges of support optimization and post-processing have to be addressed, in order to produce competitive parts.

                                                                        @inproceedings{Klippstein_Duchting_Reiher_Hengsbach_Menge_Schmid_2019, title={Devolopment, Production and post-processing of a topology optimized aircraft bracket }, volume={30}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2019/160 Development, Production and Post-Processing of a T.pdf}, booktitle={30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Klippstein, Sven Helge and Duchting, Anne and Reiher, Thomas and Hengsbach, F. and Menge, Dennis and Schmid, Hans-Joachim}, year={2019}, pages={1932–1945} }


                                                                          I. Gräßler, C. Oleff, and P. Scholle, “Priorisierung von Anforderungen für die Entwicklung mechatronischer Systeme,” in Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn, 2019, p. S. 1-6.

                                                                          In diesem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, welcher die Bewertung des Risikos von Anforderungsänderungen in der Entwicklung mechatronischer Systeme ermöglicht. Ausgehend von einer Anforderungsliste werden die Wechselwirkungen in einer Requirements Structure Matrix (RSM) teilautomatisch erfasst. Parallel werden Anforderungen in Bezug auf ihren Ursprung („Einflussbereich“) kategorisiert und darauf aufbauend priorisiert. Diese Priorisierung basiert auf dem Veränderungsrisiko und wird durch die drei Kriterien „Dynamik“, „Unsicherheit der Wissensbasis“ und „Relevanz für den Entwicklungsprozess“ charakterisiert. Das Vorgehen wird anhand strukturierter Interviews mit Projektleitern und Entwicklern und der Fallstudie eines Pedelecs als mechatronischem System validiert. Durch die Anwendung der Methode können disziplinübergreifende Abhängigkeiten von Anforderungen zur Reduktion von Iterationen in der Entwicklung mechatronischer Systeme – wie dem Pedelec – berücksichtigt werden.

                                                                          @inproceedings{Gräßler_Oleff_Scholle_2019, title={Priorisierung von Anforderungen für die Entwicklung mechatronischer Systeme}, DOI={ 10.17619/UNIPB/1-791}, booktitle={Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn}, author={Gräßler, I. and Oleff, C. and Scholle, P.}, year={2019}, pages={S. 1-6} }


                                                                            L. Risse, S. C. Woodcock, G. Kullmer, B. Schramm, F. Schlenker, and H. A. Richard, “Potentiale des Einsatzes individueller, additiv gefertigter medizinischer Hilfsmittel,” in DVM-Bericht 404, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, 2019, vol. 404, pp. 139–150.

                                                                            @inproceedings{Risse_Woodcock_Kullmer_Schramm_Schlenker_Richard_2019, title={Potentiale des Einsatzes individueller, additiv gefertigter medizinischer Hilfsmittel}, volume={404}, booktitle={DVM-Bericht 404, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen}, author={Risse, L. and Woodcock, S.C. and Kullmer, G. and Schramm, B. and Schlenker, F. and Richard, H.A.}, year={2019}, pages={139–150} }


                                                                              L. Risse and B. Schramm, “Möglichkeiten additiver Fertigungsverfahren im Zuge der Digitalisierung für den Planungsprozess chirurgischer Eingriffe,” in DVM - Bericht 1685, DVM-Tag 2019 – Bauteil verstehen, 2019, vol. 1685, pp. 103–120.

                                                                              @inproceedings{Risse_Schramm_2019, title={Möglichkeiten additiver Fertigungsverfahren im Zuge der Digitalisierung für den Planungsprozess chirurgischer Eingriffe}, volume={1685}, booktitle={DVM - Bericht 1685, DVM-Tag 2019 – Bauteil verstehen}, author={Risse, L. and Schramm, B.}, year={2019}, pages={103–120} }


                                                                                T. Lieneke, T. Künneke, F. Schlenker, V. Denzer, and D. Zimmer, “Manufacturing Accuracy In Additive Manufacturing: A Method To Determine Geometrical Tolerances,” in Special Interest Group Meeting: Advancing Precision in Additive Manufacturing, 2019.

                                                                                Additive Manufacturing (AM) processes generate plastic or metal parts layer-by-layer without using formative tools. The resulting advantages highlight the capability of AM to become an inherent part within the product development. However, process specific challenges such as a high surface roughness, the stair-stepping effect or geometrical deviations inhibit the industrial establishment. Thus, additively manufactured parts often need to be post-processed using established manufacturing processes. Many process parameters and geometrical factors influence the manufacturing accuracy in AM which can lead to large deviations and high scatterings. Published results concerning these deviations are also difficult to compare, because they are based on several geometries that are manufactured using different processes, materials and machine settings. It is emphasized that reliable tolerances for AM are difficult to define in standards. Within this investigation, a uniform method was developed regarding relevant test specimens to examine geometrical deviations for Laser Beam Melting (LBM), Fused Deposition Modeling (FDM) and Selective Laser Sintering (SLS) in order to derive geometrical tolerance values. The manufactured test specimens were measured using tactile and optical systems to examine the occurring geometrical deviations. The results show possible geometrical tolerance values that were classified according to the international standard DIN EN ISO 286-1.

                                                                                @inproceedings{Lieneke_Künneke_Schlenker_Denzer_Zimmer_2019, title={Manufacturing Accuracy In Additive Manufacturing: A Method To Determine Geometrical Tolerances}, DOI={https://www.euspen.eu/knowledge-base/AM19129.pdf}, booktitle={Special Interest Group Meeting: Advancing Precision in Additive Manufacturing}, author={Lieneke, Tobias and Künneke, Thomas and Schlenker, Fabian and Denzer, Vera and Zimmer, Detmar}, year={2019} }


                                                                                  T. Künneke and D. Zimmer, “Schall mittels Pulver dämpfen,” konstruktionspraxis, vol. 6, pp. 24–26, 2019.

                                                                                  @article{Künneke_Zimmer_2019, title={Schall mittels Pulver dämpfen}, volume={6}, journal={konstruktionspraxis}, publisher={Vogel Communications Groupe GmbH & Co. KG}, author={Künneke, Thomas and Zimmer, Detmar}, year={2019}, pages={24–26} }


                                                                                    E. Moritzer, A. Hirsch, H. P. Heim, C. Cherif, and W. Truemper, “Plastic droplet welding: bond strength between plastic freeforming structures and continuous fiber-reinforced thermoplastic composites,” Welding in the World, vol. 63, pp. 867–873, 2019, doi: 10.1007/s40194-019-00714-3.

                                                                                    Plastic freeforming (PF) is an additive-manufacturing process for producing three-dimensional plastic parts based on 3D CAD data by applying plastic droplets in layers. This process is used to produce customer-specific and complex geometries (prototypes and small series) on organic sheets. A comparable serial process is the injection of a second component onto organic sheets by injection molding. A sufficient bond between the PF structure and the organic sheets is of particular importance for each application. If this is not guaranteed, the composite system cannot withstand the mechanical load and fails. The force exerted on the system can no longer be transmitted between the PF structure and the organic sheet. The organic sheet is made of glass fiber-reinforced polypropylene (PP). The connection between the organic sheet and the PF structure is achieved by welding the molten polymer droplets and the surface of the organic sheet. The PF structures are made of PP to ensure sufficient compatibility with regard to the weldability of the components. The processing of PP in the PF process is a challenge because PP is a semicrystalline material. The shrinkage of semi-crystalline materials is significantly higher compared to amorphous materials. Due to the layered structure of the components, the shrinkage of the individual layers results in undesired warpage. The adhesive strength between the organic sheet and the PF structure is investigated by determining the bending strength in the 3-point bending test. The investigations include an optimization of the process parameters to maximize the adhesive strength. The experimental investigations show that an increase of the nozzle and build chamber temperature leads to a higher adhesive strength. In further investigations, the temperature of the nozzle shows no significant influence on the surface temperature despite the expected heat radiation. The surface temperature is almost only dependent on the temperature of the build chamber.

                                                                                    @article{Moritzer_Hirsch_Heim_Cherif_Truemper_2019, title={Plastic droplet welding: bond strength between plastic freeforming structures and continuous fiber-reinforced thermoplastic composites}, volume={63}, DOI={10.1007/s40194-019-00714-3}, journal={Welding in the World}, publisher={Springer}, author={Moritzer, Elmar and Hirsch, André and Heim, H.P. and Cherif, C. and Truemper, W.}, year={2019}, pages={867–873} }


                                                                                      2018

                                                                                      U. Brückner, T. Künneke, M. H. Schadomsky, M. Strop, and D. Zimmer, Elektromechanische Antriebe. Carl Hanser Verlag, 2018, pp. 247–290.

                                                                                      @book{Brückner_Künneke_Schadomsky_Strop_Zimmer_2018, title={Elektromechanische Antriebe}, DOI={10.3139/9783446456198.009}, publisher={Carl Hanser Verlag}, author={Brückner, Uwe and Künneke, Thomas and Schadomsky, Magnus Hubert and Strop, Malte and Zimmer, Detmar}, year={2018}, pages={247–290} }


                                                                                        D. Ahlers et al., “Selective Laser Melting of Ti6Al4V with High Build Rates and Following Hot Isostatic Pressing,” in Contributed Papers from MS&T17, 2018.

                                                                                        @inproceedings{Ahlers_Tröster_Hermann_Koppa_Gloetter_Schaper_Peters_Burns_Hengsbach_Altmann_2018, title={Selective Laser Melting of Ti6Al4V with High Build Rates and Following Hot Isostatic Pressing}, DOI={10.7449/2018mst/2018/mst_2018_117_124}, booktitle={Contributed Papers from MS&T17}, author={Ahlers, Dominik and Tröster, Thomas and Hermann, S. and Koppa, P. and Gloetter, P. and Schaper, M. and Peters, M. and Burns, M. and Hengsbach, F. and Altmann, A.}, year={2018} }


                                                                                          I. Graessler, P. Scholle, J. Hentze, and C. Oleff, “SEMI-AUTOMATIZED ASSESSMENT OF REQUIREMENT INTERRELATIONS,” in Proceedings of the DESIGN 2018 15th International Design Conference, 2018.

                                                                                          @inproceedings{Graessler_Scholle_Hentze_Oleff_2018, title={SEMI-AUTOMATIZED ASSESSMENT OF REQUIREMENT INTERRELATIONS}, DOI={10.21278/idc.2018.0298}, booktitle={Proceedings of the DESIGN 2018 15th International Design Conference}, author={Graessler, Iris and Scholle, Philipp and Hentze, Julian and Oleff, Christian}, year={2018} }


                                                                                            J. P. Brüggemann, L. Risse, A. Grübel, H. A. Richard, and G. Kullmer, “Validierung der strukturmechanischen Funktionsfähigkeit durch experimentelle Bauteilprüfungen additiv gefertigter Leichtbaustrukturen,” in DVM - Bericht 250, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2018, vol. 250, pp. 89–98.

                                                                                            @inproceedings{Brüggemann_Risse_Grübel_Richard_Kullmer_2018, title={Validierung der strukturmechanischen Funktionsfähigkeit durch experimentelle Bauteilprüfungen additiv gefertigter Leichtbaustrukturen}, volume={250}, DOI={10.1007/978-3-658-27412-2_1}, booktitle={DVM - Bericht 250, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Grübel, A. and Richard, H.A. and Kullmer, G.}, year={2018}, pages={89–98} }


                                                                                              L. Risse, B. Schramm, J. P. Brüggemann, S. C. Woodcock, G. Kullmer, and H. A. Richard, “CAE-gestützte Optimierung eines Hüftimplantats durch Ausnutzung der Potentiale additiver Fertigungsverfahren,” in DVM-Bericht 403, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2018, vol. 403, pp. 89–100.

                                                                                              @inproceedings{Risse_Schramm_Brüggemann_Woodcock_Kullmer_Richard_2018, title={CAE-gestützte Optimierung eines Hüftimplantats durch Ausnutzung der Potentiale additiver Fertigungsverfahren}, volume={403}, booktitle={DVM-Bericht 403, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Risse, L. and Schramm, B. and Brüggemann, J.P. and Woodcock, S.C. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2018}, pages={89–100} }


                                                                                                J. P. Brüggemann, L. Risse, G. Kullmer, B. Schramm, and H. A. Richard, “Optimization of the fracture mechanical properties of additively manufactured EN AW-7075,” in Procedia Structural Integrity, 2018, p. in press.

                                                                                                @inproceedings{Brüggemann_Risse_Kullmer_Schramm_Richard_2018, title={Optimization of the fracture mechanical properties of additively manufactured EN AW-7075}, DOI={10.1016/j.prostr.2018.12.052}, booktitle={Procedia Structural Integrity}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Kullmer, G. and Schramm, B. and Richard, H.A.}, year={2018}, pages={in press} }


                                                                                                  T. Schafran, B. Schramm, and L. Risse, “Additive Fertigung in der modernen Orthopädietechnik - Anwendung und Forschungsansätze -,” in DVM - AK Implantate und Biostrukturen, 2018.

                                                                                                  @inproceedings{Schafran_Schramm_Risse_2018, title={Additive Fertigung in der modernen Orthopädietechnik - Anwendung und Forschungsansätze -}, booktitle={DVM - AK Implantate und Biostrukturen}, author={Schafran, T. and Schramm, B. and Risse, L.}, year={2018} }


                                                                                                    S. Lammers, J. Tominski, S. Magerkohl, T. Künneke, T. Lieneke, and D. Zimmer, “Konstruktionsrichtlinien für eine softwaregestützte Anpassung von additiv gefertigten Bauteilen im Hinblick auf eine robuste Fertigung,” in Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference, 2018, pp. 81–94.

                                                                                                    Neue Konstruktionsabläufe und Potentiale bei der Gestaltung additiv hergestellter Bauteile verlangen insbesondere im Konstruktionsprozess ein Umdenken. Fehlende Kenntnisse über die additive Fertigungstechnologie hemmen zusätzlich dieses Umdenken [HHD06, WC15]. Um die verhältnismäßig neue Fertigungstechnologie zugänglicher zu machen, wurden in den letzten Jahren verschiedene Konstruktionsempfehlungen erarbeitet. Die Vielzahl an Empfehlungen erschwert dem Konstrukteur allerdings einen entsprechenden Überblick zu behalten und für ihn relevante von nicht relevanten Empfehlungen zu sondieren. Aus diesem Grund wurden öffentlich zugängliche Empfehlungen für das Laser-Strahlschmelzen zusammengetragen und einer Priorisierung unterzogen. Das Ergebnis beinhaltet Konstruktionsempfehlungen, die einen relevanten Einfluss auf die Bauteilfertigung, die Bauteilqualität und -funktion haben. Durch Abstraktion dieser Empfehlungen konnten Richtlinien erarbeitet werden, die für eine softwareseitige Gestaltprüfung verwendet werden können. Durch diese Gestaltprüfung können Bauteile beliebiger Komplexität, zum Beispiel feine Gitter oder topologieoptimierte Strukturen, bereits vor der Fertigung hinsichtlich der Einhaltung relevanter Konstruktionsrichtlinien überprüft werden. Der Gestaltprüfer greift dabei auf eine Datenbank zurück, die zulässige, quantitative Grenzwerte von Konstruktionsrichtlinien enthält. Diese Grenzwerte werden im Folgenden Attributsausprägungen genannt und können experimentell ermittelt werden. Hierfür wurden standardisierte Prüfkörperbaujobs entwickelt, die alle notwendigen Prüfkörper zur Ermittlung der Attributsausprägungen enthalten und deren Auswertung eine Erweiterung der Datenbank hinsichtlich

                                                                                                    @inproceedings{Lammers_Tominski_Magerkohl_Künneke_Lieneke_Zimmer_2018, title={Konstruktionsrichtlinien für eine softwaregestützte Anpassung von additiv gefertigten Bauteilen im Hinblick auf eine robuste Fertigung}, DOI={https://doi.org/10.3139/9783446458123.005}, booktitle={Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference}, author={Lammers, Stefan and Tominski, Johannes and Magerkohl, Sebastian and Künneke, Thomas and Lieneke, Tobias and Zimmer, Detmar}, year={2018}, pages={81–94} }


                                                                                                      J. Tominski and S. Lammers, “Software-assisted design check of additive manufactured components,” in 14th PERMAS Users’ Conference, 2018, vol. 14.

                                                                                                      @inproceedings{Tominski_Lammers_2018, title={Software-assisted design check of additive manufactured components}, volume={14}, DOI={https://www.semanticscholar.org/paper/METHOD-FOR-A-SOFTWARE-BASED-DESIGN-CHECK-OF-Tominski-Lammers/83e141f55b33041ade5e661958b449047d6f026e#extracted}, booktitle={14th PERMAS Users’ Conference}, author={Tominski, Johannes and Lammers, Stefan}, year={2018} }


                                                                                                        F. Knoop and V. Schöppner, “Influence of the Layer Time on the Resulting Part Properties in the Fused Deposition Modeling Process,” in SPE ANTEC 2018, 2018, vol. 1, doi: https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT%3A1700027301.

                                                                                                        The Fused Deposition Modeling (FDM) process by Stratasys is an additive manufacturing (AM) technique that can be used to produce complex thermoplastic parts without the need of a forming tool. A big challenge of this process is that there are several influencing factors with unknown effect on the resulting part properties. One of these factors is the layer time. The aim of this study is to examine the influence of the layer time on the resulting dimensional accuracy and mechanical properties of FDM components manufactured with the amorphous polymer ABS-M30. For this purpose a special job layout was designed to vary the layer time within a certain range. The investigations in this paper show a significant influence on the dimensional accuracy and also on the mechanical properties.

                                                                                                        @inproceedings{Knoop_Schöppner_2018, title={Influence of the Layer Time on the Resulting Part Properties in the Fused Deposition Modeling Process}, volume={1}, DOI={https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT%3A1700027301}, booktitle={SPE ANTEC 2018}, publisher={Society of Plastics Engineers }, author={Knoop, F. and Schöppner, Volker}, year={2018} }


                                                                                                          I. Gräßler, P. Scholle, J. Hentze, and C. Oleff, “Semi-Automatized Assessment of Requirement Interrelations,” in 15th International Design Conference, 2018, vol. 15, p. S. 325-334.

                                                                                                          Changing requirements have a broad impact on product development processes. In this paper, a novel approach towards structuring requirements is proposed. Based on a requirements list, interrelations of requirements are assessed semi-automatically by a rule basis. Here, generic interrelations funded on either physical fundamentals or working principles are recorded. By this approach, requirements structure matrices are derived semi-automatically. Combined with selecting critical requirements based on structured criterions, iterations due to changing requirements will be reduced.

                                                                                                          @inproceedings{Gräßler_Scholle_Hentze_Oleff_2018, title={Semi-Automatized Assessment of Requirement Interrelations}, volume={15}, DOI={10.21278/idc.2018.0298}, booktitle={15th International Design Conference}, author={Gräßler, I. and Scholle, P. and Hentze, J. and Oleff, C.}, year={2018}, pages={S. 325-334} }


                                                                                                            L. Risse, B. Schramm, J. P. Brüggemann, G. Kullmer, and H. A. Richard, “Entwicklung von steifigkeitsangepassten, lasergeschmolzenen Kurzschaft-Hüftendoprothesen,” in Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference, 2018, pp. 405–417.

                                                                                                            @inproceedings{Risse_Schramm_Brüggemann_Kullmer_Richard_2018, title={Entwicklung von steifigkeitsangepassten, lasergeschmolzenen Kurzschaft-Hüftendoprothesen}, booktitle={Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference}, author={Risse, L. and Schramm, B. and Brüggemann, J.P. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2018}, pages={405–417} }


                                                                                                              J. P. Brüggemann, L. Risse, G. Kullmer, and H. A. Richard, “Fracture mechanical investigations on selective laser melted TiAl6V4,” in Procedia Structural Integrity, 2018, p. in press.

                                                                                                              @inproceedings{Brüggemann_Risse_Kullmer_Richard_2018, title={Fracture mechanical investigations on selective laser melted TiAl6V4}, DOI={10.1016/j.prostr.2018.12.053}, booktitle={Procedia Structural Integrity}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}, year={2018}, pages={in press} }


                                                                                                                J. Tominski, S. Lammers, C. Wulf, and D. Zimmer, “Method for a Software-based Design Check of Additively Manufactured Components,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018, vol. 29.

                                                                                                                This paper reports on the experimental development and the theoretical analysis of the scanning laser epitaxy (SLE) process that is currently being investigated and developed at the Georgia Institute of Technology. SLE is a laser-based manufacturing process for deposition of equiaxed, directionally solidified and single-crystal nickel superalloys onto superalloy substrates through the selective melting and re-solidification of superalloy powders. The thermal modeling of the system, done in a commercial CFD software package, simulates a heat source moving over a powder bed and considers the approximate change in the property values for consolidating CMSX-4 nickel superalloy powder. The theoretical melt depth is obtained from the melting temperature criteria and the resulting plots are presented alongside matching experimental micrographs obtained through cross-sectional metallography. The influence of the processing parameters on the microstructural evolution, as evidenced through observations made from the micrographs, is discussed. This work is sponsored by the Office of Naval Research, through grants N00173-07-1-G031 and N00014-10-1-0526.

                                                                                                                @inproceedings{Tominski_Lammers_Wulf_Zimmer_2018, title={Method for a Software-based Design Check of Additively Manufactured Components}, volume={29}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/006%20MethodforaSoftwareBasedDesignCheckofAdditi.pdf}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Tominski, Johannes and Lammers, Stefan and Wulf, Christian and Zimmer, Detmar}, year={2018} }


                                                                                                                  D. Ahlers and T. Tröster, “Entwicklung einer Prozessroute für die Luftfahrtindustrie mit erhöhter Aufbaurate im Laserstrahlschmelzprozess von Ti6Al4V,” presented at the Rapid.Tech 2018 – Fachforum Luftfahrt, Erfurt, 2018.

                                                                                                                  @inproceedings{Ahlers_Tröster_2018, title={Entwicklung einer Prozessroute für die Luftfahrtindustrie mit erhöhter Aufbaurate im Laserstrahlschmelzprozess von Ti6Al4V}, author={Ahlers, Dominik and Tröster, Thomas}, year={2018} }


                                                                                                                    I. Gräßler, C. Oleff, and P. Scholle, “Methode zur Bewertung von Anforderungsänderungen additiv gefertigter Produkte.,” in Design for X - Beiträge zum 29. DfX-Symposium, 2018, vol. 29, pp. 333–344.

                                                                                                                    In this paper, a novel approach towards risk classification of requirements of additively manufactured (AM) products is presented. The classification of an individual requirement is based on two aspects: a) influence factors implying dynamics of its specification and b) network indices quantifying the degree of cross-linkage with other requirements. Both aspects can indicate requirement changes. Influences on a requirement are assessed by a priority index based on criteria ‘uncertainty’, ‘dynamics’ and ‘relevance for product development’. Effects from other requirements are captured by network theoretical indices such as active and passive sum. In the end, requirements are classified accord-ing to their criticality. By this approach, requirements can be identified which might strongly affect the product development process of AM products.

                                                                                                                    @inproceedings{Gräßler_Oleff_Scholle_2018, title={Methode zur Bewertung von Anforderungsänderungen additiv gefertigter Produkte.}, volume={29}, DOI={https://www.researchgate.net/publication/331742431_Methode_zur_Bewertung_von_Anforderungsanderungen_additiv_gefertigter_Produkte}, booktitle={Design for X - Beiträge zum 29. DfX-Symposium}, author={Gräßler, I. and Oleff, C. and Scholle, P.}, year={2018}, pages={333–344} }


                                                                                                                      A. Dsuban, J. Lohn, J. P. Brüggemann, and G. Kullmer, “Entwicklung und Umsetzung eines Qualitätssicherungskonzeptes für die additive Fertigung,” in DVM - Bericht 403, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2018, vol. 403, pp. 110–110.

                                                                                                                      although it shows great potential. In this paper, first approaches

                                                                                                                      @inproceedings{Dsuban_Lohn_Brüggemann_Kullmer_2018, title={Entwicklung und Umsetzung eines Qualitätssicherungskonzeptes für die additive Fertigung}, volume={403}, booktitle={DVM - Bericht 403, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Dsuban, A. and Lohn, J. and Brüggemann, J.P. and Kullmer, G.}, year={2018}, pages={110–110} }


                                                                                                                        C. Kummert and H.-J. Schmid, “The Influence of Contour Scanning Parameters and Strategy on Selective Laser Sintering PA613 Build Part Properties,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018, vol. 29.

                                                                                                                        @inproceedings{Kummert_Schmid_2018, title={The Influence of Contour Scanning Parameters and Strategy on Selective Laser Sintering PA613 Build Part Properties}, volume={29}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Kummert, C. and Schmid, H.-J.}, year={2018} }


                                                                                                                          L. Risse, B. Schramm, and T. Schafran, “Welche ingenieurstechnischen Perspektiven bietet die Versorgung durch additiv gefertigte Orthesen?,” in PreDay AK Fußchirurgie, 2018.

                                                                                                                          @inproceedings{Risse_Schramm_Schafran_2018, title={Welche ingenieurstechnischen Perspektiven bietet die Versorgung durch additiv gefertigte Orthesen?}, booktitle={PreDay AK Fußchirurgie}, author={Risse, L. and Schramm, B. and Schafran, T.}, year={2018} }


                                                                                                                            T. Künneke, S. Bücker, T. Lieneke, and D. Zimmer, “Ein Beitrag zur Anpassung bestehender Konstruktionsmethodiken an die additiven Fertigungsverfahren,” in Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference, 2018, pp. 128–143.

                                                                                                                            In der Industrie entsteht aufgrund des dynamischen Wettbewerbsumfelds ein zunehmender Drang nach verkürzten Produktentstehungszeiten, hoher Funktionsintegration und individualisierten Produkten. Mithin erlangen additive Fertigungsverfahren eine zunehmende industrielle Bedeutung. Das Laser-Strahlschmelzen (LBM) als additives Verfahren ist hierbei beispielhaft hervorzuheben, da es bereits im Bereich des Prototypenbaus und der Kleinserienfertigung ein etabliertes Verfahren ist, das an der Schwelle zum Einsatz in der Serienproduktion steht. Entscheidendes Hemmnis für den Einsatz der additiven Fertigungsverfahren bildet die fehlende methodische Ausnutzung der gestalterischen Freiheiten und Randbedingungen durch die vergleichsweise neuartige Gruppe an Fertigungsverfahren im gesamten Produktentstehungsprozess. In der Produktentwicklung bildet die Konstruktionsmethodik einen möglichen Ansatz, um gestalterische Freiheiten und Vorteile additiver Fertigungsverfahren bereits in frühen Phasen der Entwicklung gezielt zu berücksichtigen. Hierfür werden aufgrund bestehender und allgemein anerkannter Konstruktionsmethoden (z.B. VDI2221, Pahl/Beitz, etc.) Anknüpfungspunkte aufgezeigt, die eine Implementierung, speziell des Laser-Strahlschmelzens, ermöglichen. Besonderes Augenmerk wird in dieser Veröffentlichung auf die beiden Konstruktionsphasen Konzeption und Gestaltung gelegt. Hierzu werden Ergänzungen oder Anpassungen der bestehenden Konstruktionsmethoden vorgestellt. In besonderer Weise wird dabei auf die Einbringung und die Vorteile der additiven Fertigungsverfahren eingegangen.

                                                                                                                            @inproceedings{Künneke_Bücker_Lieneke_Zimmer_2018, title={Ein Beitrag zur Anpassung bestehender Konstruktionsmethodiken an die additiven Fertigungsverfahren}, DOI={10.3139/9783446458123.008}, booktitle={Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference}, publisher={Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG}, author={Künneke, Thomas and Bücker, Sonja and Lieneke, Tobias and Zimmer, Detmar}, year={2018}, pages={128–143} }


                                                                                                                              S. Urbanek et al., “Additive Manufacturing of a Soft Magnetic Rotor Active Part and Shaft for a Permanent Magnet Synchronous Machine,” in Conference paper, 2018 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), Juni 2018, DOI: 10.1109/ITEC.2018.8450250, 2018.

                                                                                                                              @inproceedings{Urbanek_Ponick_Taube_Hoyer_Schaper_Lammers_Lieneke_Zimmer_2018, title={Additive Manufacturing of a Soft Magnetic Rotor Active Part and Shaft for a Permanent Magnet Synchronous Machine}, booktitle={Conference paper, 2018 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), Juni 2018, DOI: 10.1109/ITEC.2018.8450250}, author={Urbanek, Stefan and Ponick, Bernd and Taube, Alexander and Hoyer, Kay-Peter and Schaper, Mirko and Lammers, Stefan and Lieneke, Tobias and Zimmer, Detmar}, year={2018} }


                                                                                                                                J. Büsching, C. Lindemann, U. Jahnke, A. Kruse, and R. Koch, “Technology Integration into Existing Companies,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018, vol. 29, pp. 14–31.

                                                                                                                                Theimplementation of additive manufacturing as an industrial manufacturing process poses extraordinary challenges to companies due to their far-reaching differences to conventional processes. In addition to the major differences in the production process, the pre and post process steps in particular also require a rethinking for companies and their employees. To overcome these challenges and specifically to assist SMEs in the integration of technologies five industrial companies are researching together within research project "OptiAMix", funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) and coordinated by the Paderborn University. This paper focuses on the development of an optimal and standardized process chain and its implementation in a general integration methodology. This enables the standardized integration of additivemanufacturing in order to create a uniform understanding of the procedures and tasks within the company for the industrial application of additive manufacturing at an early stage as well as the full exploitation of its high potentials. Therefore, the methodology also includes other technology-specific components such as strategic component selection, decision support for "make or buy" and the implementation of automated component marking.

                                                                                                                                @inproceedings{Büsching_Lindemann_Jahnke_Kruse_Koch_2018, title={Technology Integration into Existing Companies}, volume={29}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/002%20TechnologyIntegrationintoExistingCompanies.pdf}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Büsching, J. and Lindemann, C. and Jahnke, U. and Kruse, A. and Koch, R.}, year={2018}, pages={14–31} }


                                                                                                                                  C. Schumacher, V. Schöppner, and S. Gnaase, “Processing Short Fiber Reinforced Polymers in the Fused Deposition Modeling Process,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018, vol. 29, pp. 1112–1120, doi: http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/090%20ProcessingShortFiberReinforcedPolymersinthe.pdf.

                                                                                                                                  By adding fibers to a polymer matrix, a reinforcement of the material can be achieved. Short fiber-reinforced polymers can easily be processed by the Fused Deposition Modeling (FDM) process without major modifications to the processing machine. For instance, short fiber-reinforcedfilaments can be processed to produce short fiber-reinforced components in the FDM process. In many other additive manufacturing processes this is not possible at this low cost. The choice of the matrix material, fiber type, fiber length and fiber orientation have a major influence on the properties of the produced component. In this paper, short fiber-reinforced filaments are processed by the FDM process. The processing properties and the resulting part properties are investigatedwith regard to fiber-specific influences. Additionally, the effects of different strand geometries and thus changed flow fields on the fiber orientation and mechanical part properties are investigated.

                                                                                                                                  @inproceedings{Schumacher_Schöppner_Gnaase_2018, title={Processing Short Fiber Reinforced Polymers in the Fused Deposition Modeling Process}, volume={29}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/090%20ProcessingShortFiberReinforcedPolymersinthe.pdf}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Schumacher, C. and Schöppner, Volker and Gnaase, S.}, year={2018}, pages={1112–1120} }


                                                                                                                                    J. P. Brüggemann, L. Risse, H. A. Richard, and G. Kullmer, “Entwicklung von Optimierungsstrategien unter Ausnutzung des Potentials der additiven Fer-tigung,” in DVM - Bericht 403, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., 2018, vol. 403, pp. 11–21.

                                                                                                                                    @inproceedings{Brüggemann_Risse_Richard_Kullmer_2018, title={Entwicklung von Optimierungsstrategien unter Ausnutzung des Potentials der additiven Fer-tigung}, volume={403}, booktitle={DVM - Bericht 403, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}, author={Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Richard, H.A. and Kullmer, G.}, year={2018}, pages={11–21} }


                                                                                                                                      T. D. Joy, J. P. Brüggemann, and G. Kullmer, “Crack Growth Simulation with Adapcrack3D in 3D Structures under the influence of Temperature,” in Procedia Structural Integrity, 2018, p. in press.

                                                                                                                                      results clearly demonstrate the great potential of additive

                                                                                                                                      @inproceedings{Joy_Brüggemann_Kullmer_2018, title={Crack Growth Simulation with Adapcrack3D in 3D Structures under the influence of Temperature}, booktitle={Procedia Structural Integrity}, author={Joy, T.D. and Brüggemann, J.P. and Kullmer, G.}, year={2018}, pages={in press} }


                                                                                                                                        S. Lammers, J. Tominski, S. Magerkohl, T. Lieneke, T. Künneke, and D. Zimmer, “Design Guidelines for a Software-supported Adaptation of Additively Manufactured Components with Regard to a Robust Production,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018, vol. 29.

                                                                                                                                        The design of additively manufactured components requires a rethinking in the design process. This is inhibited by a lack of knowledge about additive manufacturing technologies. For this reason, a large number of design guidelines have been developed in recent years. In their present form the design guidelines are not suitable for processing in a software algorithm, since the guidelines have a certain redundancy and partly influence each other. This paper describes several steps to consolidate the existing guidelines and to prepare them in a way that they can be used in a software algorithm for a design check. Therefore, existing guidelines are collected, prioritized and quantified with regard to their relevance for a robust production. To quantify the guidelines, test specimens are developed, produced and evaluated in order to obtain a limit value for the geometric properties. With these limit values, quantifiable design guidelines can be applied to designers and software tools.

                                                                                                                                        @inproceedings{Lammers_Tominski_Magerkohl_Lieneke_Künneke_Zimmer_2018, title={Design Guidelines for a Software-supported Adaptation of Additively Manufactured Components with Regard to a Robust Production}, volume={29}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/046%20DesignGuidelinesforaSoftwareSupportedAdaptat.pdf}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Lammers, Stefan and Tominski, Johannes and Magerkohl, Sebastian and Lieneke, Tobias and Künneke, Thomas and Zimmer, Detmar}, year={2018} }


                                                                                                                                          C. Schumacher, V. Schöppner, and S. Gnaase, “Processing Short Fiber Reinforced Polymers in the Fused Deposition Modeling Process,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018, vol. 29, pp. 1112–1120, doi: http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/090%20ProcessingShortFiberReinforcedPolymersinthe.pdf.

                                                                                                                                          By adding fibers to a polymer matrix, a reinforcement of the material can be achieved. Short fiber-reinforced polymers can easily be processed by the Fused Deposition Modeling (FDM) process without major modifications to the processing machine. For instance,short fiber-reinforced filaments can be processed to produce short fiber-reinforced components in the FDM process. In many other additive manufacturing processes this is not possible at this low cost. The choice of the matrix material, fiber type, fiber length and fiber orientation have a major influence on the properties of the produced component. In this paper, short fiber-reinforced filaments are processed by the FDM process. The processing properties and the resulting part properties are investigated with regard to fiber-specific influences. Additionally, the effects of different strand geometries and thus changed flow fields on the fiber orientation and mechanical part properties are investigated.

                                                                                                                                          @inproceedings{Schumacher_Schöppner_Gnaase_2018, title={Processing Short Fiber Reinforced Polymers in the Fused Deposition Modeling Process}, volume={29}, DOI={http://utw10945.utweb.utexas.edu/sites/default/files/2018/090%20ProcessingShortFiberReinforcedPolymersinthe.pdf}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Schumacher, C. and Schöppner, Volker and Gnaase, S.}, year={2018}, pages={1112–1120} }


                                                                                                                                            D. Menge, P. Delfs, M. Töws, and H.-J. Schmid, “Topology Optimized Heat Transfer Using the Example of an Electronic Housing,” in 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2018, vol. 29, pp. 687–697.

                                                                                                                                            Function integration is a key issue for an efficient and economic usage of Additive Manufacturing. An efficient heat transfer by topology optimized structures is a rarely considered approach which will be outlined with an exemplary electronic housing which has been newly designed. A commercial projector unit, whose electrical components in total produce 38 W, shall be integrated in the closed housing and passively cooled by natural convection. Topology optimized structures shall be generated in the inner part of the housing to transfer the heat homogenously from the projector components to the housing wall while simultaneously minimizing the mass. At the outside of the housing walls, lattice and rib structures are applied to increase the effective surface for heat transfer by natural convection and radiation. Furthermore, the housing geometry is optimized regarding a minimization of support structures to reduce the post-processing effort. Finally, the housing shall be built of AlSi10Mg by SLM.

                                                                                                                                            @inproceedings{Menge_Delfs_Töws_Schmid_2018, title={Topology Optimized Heat Transfer Using the Example of an Electronic Housing}, volume={29}, booktitle={29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}, author={Menge, Dennis and Delfs, Patrick and Töws, Marcel and Schmid, Hans-Joachim}, year={2018}, pages={687–697} }


                                                                                                                                            C. Kummert, S. Josupeit, and H.-J. Schmid, “Thermoplastic Elastomer Part Color as Function of Temperature Histories and Oxygen Atmosphere During Selective Laser Sinterung,” Journal of Minerals, Metals and Materials Society, vol. 70, no. 3, pp. 425–430, 2018.

                                                                                                                                            The influence of selective laser sintering (SLS) parameters on PA12 part properties is well known, but research on other materials is rare. One alternative material is a thermoplastic elastomer (TPE) called PrimePart ST that is more elastic and shows a distinct SLS processing behavior. It undergoes a three-dimensional temperature distribution during the SLS process within the TPE part cake. To examine this further, a temperature measurement system that allows temperature measurements inside the part cake is applied to TPE in the present work. Position-dependent temperature histories are directly correlated with the color and mechanical properties of built parts and are in very good agreement with artificial heat treatment in a furnace. Furthermore, it is clearly shown that the yellowish discoloration of parts in different intensities is not only temperature dependent but also influenced by the residual oxygen content in the process atmosphere. Nevertheless, the discoloration has no influence on the mechanical part properties.

                                                                                                                                            @article{Kummert_Josupeit_Schmid_2018, title={Thermoplastic Elastomer Part Color as Function of Temperature Histories and Oxygen Atmosphere During Selective Laser Sinterung}, volume={70}, DOI={10.1007/s11837-017-2658-2}, number={3}, journal={Journal of Minerals, Metals and Materials Society}, publisher={Springer}, author={Kummert, Christina and Josupeit, Stefan and Schmid, Hans-Joachim}, year={2018}, pages={425–430} }


                                                                                                                                              F. Knoop, M. Köhler, T. Lieneke, D. Zimmer, and V. Schöppner, “Erarbeitung von Konstruktionsregeln für Hybridbauteile: Integration von metallischen Einlegern in FDM-Strukturen,” Konstruktion - Zeitschrift für Produktentwicklung und Ingenieur-Werkstoffe, vol. 10, pp. 83–88, 2018.

                                                                                                                                              @article{Knoop_Köhler_Lieneke_Zimmer_Schöppner_2018, title={Erarbeitung von Konstruktionsregeln für Hybridbauteile: Integration von metallischen Einlegern in FDM-Strukturen}, volume={10}, journal={Konstruktion - Zeitschrift für Produktentwicklung und Ingenieur-Werkstoffe}, publisher={VDI Fachmedien GmbH & Co. KG}, author={Knoop, F. and Köhler, M. and Lieneke, Tobias and Zimmer, Detmar and Schöppner, Volker}, year={2018}, pages={83–88} }


                                                                                                                                                B. Schramm, L. Risse, J. P. Brüggemann, H. A. Richard, and G. Kullmer, “Additive manufacturing for medical applications,” Journal of 3D Printing in medicine, vol. 2, 2018.

                                                                                                                                                @article{Schramm_Risse_Brüggemann_Richard_Kullmer_2018, title={Additive manufacturing for medical applications}, volume={2}, journal={Journal of 3D Printing in medicine}, author={Schramm, B. and Risse, L. and Brüggemann, J.P. and Richard, H.A. and Kullmer, G.}, year={2018} }


                                                                                                                                                  F. Knoop, T. Lieneke, V. Schöppner, and D. Zimmer, “Additive Fertigung nach Maß,” Kunststoffe, vol. 6, pp. 70–73, 2018, doi: https://res.cloudinary.com/sternwald-systems/raw/upload/v1/hugoprd/ARTIKEL_ATTACH/00241B42_8D96DD914ED4/5029dcf18479b2d2f28f3c2032d6a0a5ac46d8ad/KU_2018_06_Additive-Fertigung-nach-Mass.pdf.

                                                                                                                                                  @article{Knoop_Lieneke_Schöppner_Zimmer_2018, title={Additive Fertigung nach Maß}, volume={6}, DOI={https://res.cloudinary.com/sternwald-systems/raw/upload/v1/hugoprd/ARTIKEL_ATTACH/00241B42_8D96DD914ED4/5029dcf18479b2d2f28f3c2032d6a0a5ac46d8ad/KU_2018_06_Additive-Fertigung-nach-Mass.pdf}, journal={Kunststoffe}, author={Knoop, F. and Lieneke, Tobias and Schöppner, Volker and Zimmer, Detmar}, year={2018}, pages={70–73} }


                                                                                                                                                    A. Jacob et al., “Iterative Produktentwicklung und Produktionsplanung für die Additive Fertigung,” ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, vol. 113, no. 11, pp. 742–745, 2018.

                                                                                                                                                    Die Additive Fertigung eröffnet neue Freiheitsgrade in der Produktentwicklung. Unsicherheiten über die Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit der aus der Konstruktion ableitbaren Fertigungstechnologieketten sind zu beachten. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, welche die Anpassung einer bestehenden Konstruktionsmethode berücksichtigt und eine iterative Bewertung der Konstruktionsentscheidungen anhand von Technologieketten ermöglicht. Hiermit können die Potenziale der additiven Fertigungstechnologien zielgerichtet realisiert werden.

                                                                                                                                                    @article{Jacob_Künneke_Lieneke_Baumann_Stricker_Zimmer_Lanza_2018, title={Iterative Produktentwicklung und Produktionsplanung für die Additive Fertigung}, volume={113}, DOI={https://doi.org/10.3139/104.112005}, number={11}, journal={ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb}, publisher={Carl Hanser Verlag}, author={Jacob, Alexander and Künneke, Thomas and Lieneke, Tobias and Baumann, Tobias and Stricker, Nicole and Zimmer, Detmar and Lanza, Gisela}, year={2018}, pages={742–745} }


                                                                                                                                                      Liste im Research Information System öffnen

                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                      Dissertationen des DMRC veröffentlicht im

                                                                                                                                                      Shaker Verlag GmbH


                                                                                                                                                      Liste im Research Information System öffnen

                                                                                                                                                      Prozessqualifizierung zur verlässlichen Herstellung von Produkten im Polymer Lasersinterverfahren

                                                                                                                                                      S. Rüsenberg, Shaker Verlag GmbH, 2015

                                                                                                                                                      Das Thema der vorliegenden Dissertation ist die "Prozessqualifizierung zur verlässlichen Herstellung von Produkten im Polymer Lasersinterverfahren". Über eine definierte Qualitätsprozesskette werden sämtliche, auf die Produktqualität relevanten Einflussparameter, bestimmt und berücksichtigt. Unterschiedliche Methoden zur Materialcharakterisierung des pulverförmigen Ausgangsmaterials werden analysiert und bewertet. Rheologische sowie chemische Eigenschaften, aber auch die Partikelgrößenverteilung oder die Schüttdichte werden hinsichtlich Relevanz, Einfluss und Anwenderfreundlichkeit untersucht. Das Ziel ist eine sinnvolle Bestimmung des Ausgangszustandes des Pulvers anhand definierter, relevanter Materialeigenschaften, um reproduzierbare technische Bauteileigenschaften zu gewährleisten. Dazu werden mechanische, dynamisch-mechanische, physikalische, elektrische, thermische sowie chemische Untersuchungen durchgeführt und hinsichtlich wichtiger Einflussparameter evaluiert. Die Bestimmung erfolgt über entwickelte Referenzjobs, in denen die hauptsächlichen Einflussfaktoren auf das Polymer-Lasersinterverfahren entlang der Qualitätsprozesskette berücksichtigt werden. Die charakterisierten Daten dienen zur Auslegung eines fiktiven Produktes aus der Luftfahrtindustrie. Mit Hilfe dieser Methoden lassen sich Materialkennwerte für diverse Simulationstools eindeutig bestimmen um eine realitätsnahe Berechnung zu gewährleisten.



                                                                                                                                                        Untersuchung der Werkstoff-, Prozess- und Bauteileigenschaften beim Fused Deposition Modeling Verfahren

                                                                                                                                                        A. Kloke, Shaker Verlag, 2016

                                                                                                                                                        In dieser Arbeit wurde ein Prozessverständnis für das FDM-Verfahren hinsichtlich der Verarbeitung des Materials Ultem*9085 aufgebaut. Es wurde der Einfluss des Materials, des Prozesses und der Maschine auf die resultierende Bauteilqualität untersucht. Die Materialqualität unterschiedlicher Chargen zeigt, dass Feuchtigkeit im Material die Strangablage beeinflusst. Die Analyse der Prozessparameter, die anhand der Kurzzeitfestigkeiten analysiert wurden, zeigt einen starken Einfluss der Aufbauorientierung. Mittels einer Parameteroptimierung können ferner gleiche Festigkeitswerte wie aus dem Spritzgießprozess erreicht werden. Bei der Untersuchung der Langzeitfestigkeiten wurde festgestellt, dass sich die Festigkeitswerte bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen nicht ändern. Die Untersuchung einiger Anlagenkomponenten auf die resultierende Oberflächengüte, Geometriegenauigkeit und Festigkeitseigenschaften kann den Einfluss von u. a. der Bauraum- sowie der Düsentemperaturen auf die Bauteilqualität zeigen. Zuletzt wurde die Möglichkeit einer Leichtbauanwendung anhand von Sandwich-Prüfkörpern untersucht. Hierbei beeinflussen sowohl die verfahrensunabhängige Mechanik als auch die verfahrensspezifischen Effekte die Festigkeitswerte.


                                                                                                                                                          Einfluss prozess-induzierter Defekte auf die Ermüdungseigenschaften metallischer Werkstoffe verarbeitet mittels Laserstrahlschmelzen

                                                                                                                                                          S. Leuders, Düren Verlag GmbH, 2016

                                                                                                                                                          Den additiven Fertigungsverfahren wird ein hohes Potential zugesprochen, die industrielle Fertigung von Bauteilen und Werkzeugen nachhaltig zu ändern. Dies gilt auch für das hier betrachtete Laserstrahlschmelzen, bei dem metallische Werkstoffe in Pulverform verarbeitet werden. Durch den schichtweisen Aufbau können dabei enorme Vorteile gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren erzielt werden, was sich u. a. in einem bis dato unerreichten Maß an Geometriefreiheit widerspiegelt. Allerdings werden die Werkstoffeigenschaften teils erheblich durch kurze und intensive Wechselwirkungen zwischen Laser und Werkstoff bestimmt. Hierdurch können sich werkstoff-spezifische Nachteile gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren ergeben, die eine weitreichende Etablierung des Laserstrahlschmelzens erschweren. Vor diesem Hintergrund zielt die vorliegende Dissertation auf eine Analyse und ggf. Optimierung der mikrostrukturellen und mechanischen Eigenschaften laserstrahlgeschmolzener Werkstoffe. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf einer Ermüdungsbeanspruchung, da Einflüsse prozess-induzierter Defektstrukturen unter dieser Beanspruchungsform besonders deutlich werden. Durch umfangreiche Untersuchungen können dabei Prozessrouten aufgezeigt werden, die für die betrachteten Werkstoffe TiAl6V4 und 316L den detektierten Schädigungsmechanismen Rechnung tragen und somit zu einer technologischen Konkurrenzfähigkeit des Laserstrahlschmelzens führen.


                                                                                                                                                          Entwicklung einer Entscheidungsunterstützung für den Einsatz Additiver Fertigung in der zeitkritischen Ersatzteilversorgung

                                                                                                                                                          G. Deppe, Shaker Verlag, 2019

                                                                                                                                                          Industrieunternehmen versuchen zunehmend das technologische und ökonomische Potential des schichtbasierten Fertigungsansatzes der additiven Fertigung vorteilhaft für sich einzusetzen. Problematisch ist dabei jedoch die geringe Erfahrung der Unternehmen mit der additiven Fertigung und ihren Besonderheiten. Ein Vergleich mit anderen Fertigungsverfahren muss dabei über eine reine Kostenkalkulation hinausgehen, um zusätzliche Potentiale und Einschränkungen abwägen zu können. Die vorliegende Arbeit gibt daher einen Überblick über die wesentlichen Einflussfaktoren Kosten, Zeit und Qualität und es wird auf dieser Basis eine Entscheidungsunterstützung entwickelt, die bei der Identifizierung vorteilhafter Einsatzmöglichkeiten für die additive Fertigung hilft. Da die additive Technologie auch signifikante Änderungen im Bereich der Supply Chain erzielen kann, liegt der Fokus des Einsatzgebietes auf der zeitkritischen Ersatzteilversorgung, betrachtet am Beispiel der Luftfahrtindustrie. In diesem Kontext ist es Ziel und Zweck der Arbeit, die oftmals isoliert betrachteten drei Bereiche Kosten, Zeit und Qualität zu einem ganzheitlichen Vergleich zu kombinieren. Die entwickelte Entscheidungsunterstützung ist dabei auf Basis einer funktionserweiterten Tabellenkalkulation als Demonstrator umgesetzt worden.


                                                                                                                                                            Prozessbasierte Technologieintegration der Additiven Fertigung in Unternehmen

                                                                                                                                                            J.. Rohde, Shaker Verlag, 2019

                                                                                                                                                            Die Additiven Fertigungsverfahren stehen im Übergang zur stärken industriellen Anwendung. Weit mehr als die Hälfte aller mittelständischen Unternehmen sehen die Technologien zukünftig als etablierte Verfahren oder gar Schlüsseltechnologien im eigenen Unter-nehmen. Dass der Schritt zur industriellen Nutzung bislang allerdings nicht erfolgt ist, liegt oft am Prozess der Technologieintegration selbst. Unternehmen gelingt es nicht, die fehlende Expertise aufzubauen, die Akzeptanz gegenüber der Additiven Fertigung erfolg-reich zu stärken und die hohen Kosten zu beherrschen. Diese Problematik bestätigen neben Studien des Industriearbeitskreises Light Alliance und der National Association of Manufacturers (USA) auch der Richtungswandel der Forschungsförderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Vor diesem Hintergrund gilt es, die auftretenden Hindernisse der Technologieintegration differenziert zu betrachten und erforderliche spezifische Lösungsmethoden in einzelnen Handlungsfeldern abzuleiten. Für diese Handlungsfelder sind anschließend Vorgehensmodelle zu entwickeln, wodurch Hemmnisse wie die hohen Kosten gelöst werden sollen. Die resultierenden Modelle sind in eine Gesamtsystematik zu überführen, welche Unternehmen unter Berücksichtigung der bestehenden Unternehmensprozesse und -strukturen bei der prozessbasierten Technologieintegration der Additiven Fertigung im Unternehmen unterstützt. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird durch eine industrielle Fallstudie untermauert und validiert.


                                                                                                                                                              On the Influence of Thermal Histories within Part Cakes on the Polymer Laser Sintering Process

                                                                                                                                                              S. Josupeit, Shaker Verlag GmbH, 2019

                                                                                                                                                              Polymer Laser Sintering (LS) is one of the most used Additive Manufacturing (AM) technologies for the tool-less production of polymer parts. The raw material is a polymer powder which is melted layerwise by the use of laser energy. Especially for the production of single parts, small series, individualized and complex structures, the technology is yet established in few branches. However, inhomogeneous and hardly controllable thermal effects during manufacturing limit the build reproducibility. The present work focuses on temperatures within so-called part cakes, their time dependency and their influence on process quality. Therefore, a temperature measurement system is implemented into a commercial laser sintering machine. Based on the experimental data a model to simulate heat transfer within part cakes is set up. Individual thermal histories during processing are successfully correlated with position dependent powder ageing effects. Another focus is on the analysis of a recycling optimized material. First results of correlations between thermal histories and part properties are shown in order to provide an outlook to further research. The data and knowledge gained through this work can be used to understand thermal effects in greater depth and to increase the process quality via optimizations.


                                                                                                                                                                Zum Laserstrahlschmelzen neuer Kunststoffmaterialien

                                                                                                                                                                J. Lohn, Shaker Verlag GmbH, 2019

                                                                                                                                                                Stand der Technik beim Lasersintern von Kunststoffen (SLS) ist die Fertigung von Prototypen aus z.B. Polyamid 12. Die industrielle Serienproduktion mittels SLS erfordert die Qualifizierung von produktspezifischen Materialien. Kernthema dieser Arbeit ist die Verarbeitung von neuen Kunststoffen. Hierzu wird eine optimierte Anlagentechnik entwickelt. Die Verarbeitung von schlecht rieselfähigen Pulvern wird durch ein innovatives Beschichtungssystem ermöglicht. Durch eine zwölf Zonen Heizungsregelung erfolgt die Pulvervorwärmung in der erforderlichen Präzision. Zudem ermöglicht ein variabler Laserspot eine Belichtung mit hoher Detailauflösung bei gleichzeitig hoher Aufbaurate. Der Energieeintrag im SLS Prozess und die Belichtung mit variablem Laserspotdurchmesser werden theoretisch betrachtet und mittels Computertomographie experimentell untersucht. Abschließend wird eine Systematik zur Identifizierung von Prozessparameter für die Verarbeitung neuer Materialien erarbeitet und exemplarisch wird das neue Material Polyamid 613 prozessiert.


                                                                                                                                                                  Systematik zum präventiven Schutz vor Produktpiraterie durch Additive Fertigungsverfahren

                                                                                                                                                                  U. Jahnke, Shaker Verlag, 2019

                                                                                                                                                                  Produktpiraterie und damit einhergehende Imitationen gefährden neben dem wirtschaftlichen Erfolg der Unternehmen am Beispiel des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus auch den sicheren Betrieb von Anlagen und somit von Leib und Leben. Im Kontext der Produktpiraterie werden Additive Fertigungsverfahren durch den global möglichen, nahezu unkontrollierbaren Datenaustausch häufig als Treibertechnologie dargestellt. Dem entgegenstehend werden die Additiven Fertigungsverfahren aber in der Literatur auch sehr undifferenziert als mögliche Produktschutzmaßnahme aufgeführt. Darauf deuten auch die Ergebnisse einer Studie des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V., der auf das Reverse Engineering als relevanteste Informationsquelle für Imitatoren verweist. Vor diesem Hintergrund gilt es, die Motivation und das Vorgehen der Imitatoren zu untersuchen und den technischen und wirtschaftlichen Potentialen der Additiven Fertigungsverfahren differenziert gegenüberzustellen. Darauf aufbauend ist ein systematisches Vorgehen zum präventiven Produktschutz durch Additive Fertigungsverfahren zu entwickeln. Die resultierende Systematik führt die Unternehmen unter Berücksichtigung des präventiven Produktschutzes schrittweise durch die Produktentstehung und unterstützt bei der Identifikation schützenswerter Funktionen sowie der Auswahl und Implementierung geeigneter additiver Schutzpotentiale. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird durch eine industrielle Fallstudie untermauert und validiert.


                                                                                                                                                                    Intelligente Optimierung von Produktgeometrien für die additive Fertigung

                                                                                                                                                                    T. Reiher, Shaker Verlag, 2019

                                                                                                                                                                    Die additive Fertigung als werkzeugloses Fertigungsverfahren bietet zahlreiche neue Möglichkeiten in der technischen Produktgestaltung. Insbesondere auf Leichtbau optimierte, hochkomplexe Strukturen lassen sich hiermit wirtschaftlich fertigen. Die Bauteile müssen jedoch auch speziell auf die Verfahren angepasst sein, um sicher, fehlerfrei und kostengünstig produziert werden zu können. Mit konventionellen Konstruktionsverfahren sind solche Strukturen nur schwer erzeugbar. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine Methodik zur intelligenten Optimierung von Produktgeometrien, angepasst an die additive Fertigung, entwickelt. Dies beinhaltet die automatische Erzeugung von anwendungsfallspezifisch optimierten Geometrien sowie deren Überführung in Datenstrukturen, welche in konventionellen CAD-Systemen nutzbar sind. Als grundlegendes Werkzeug wird dabei die Topologieoptimierung verwendet, welche hochaufgelöst durchgeführt und im Anschluss mit hoher Qualität geglättet und weiterverarbeitet werden muss. Hierzu wurde ein durchgängiger voxelbasierter Ansatz gefunden, der auch die Anpassung der Geometrien an die additive Fertigung erlaubt. Die Entwicklung und Funktionalität des Ansatzes wird auf Basis mehrerer Beispielbauteile gezeigt. Das Ergebnis der Optimierungen sind hochkomplexe, im Detail optimierte und an die additive Fertigung angepasste Strukturen.


                                                                                                                                                                      Untersuchung der mechanischen und geometrischen Eigenschaften von Bauteilen hergestellt im Fused Deposition Modeling Verfahren

                                                                                                                                                                      F. Knoop, Shaker Verlag, 2020

                                                                                                                                                                      Im Rahmen dieser Arbeit wird das additive Fertigungsverfahren Fused Deposition Modeling (FDM) hinsichtlich der erzielbaren Bauteilqualität untersucht. Der Fokus liegt auf den mechanischen und geometrischen Eigenschaften für Bauteile aus ABS-M30. Hierzu erfolgt eine grundlegende Eruierung aller Einflussfaktoren auf die Bauteilqualität. Die Einflussfaktoren, die von besonderer Bedeutung sind, werden mithilfe von experimentellen Untersuchungen genauer analysiert. Ein wichtiges Merkmal im FDM-Prozess ist die Temperatur und die Luftströmung im Bauraum der Fertigungsmaschine, sodass neben der Ermittlung des Istzustandes auch eine Optimierung dieser erarbeitet wird. In den weiteren Hauptkapiteln wird neben dem Einfluss der Temperatur und Luftströmung auch der Einfluss der Strangablagestrategie untersucht. Die Strangablagestrategie kann zu einer gezielten Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von FDM-Bauteilen genutzt werden. Die Einflüsse der Strangablagestrategie auf die geometrischen Bauteileigenschaften werden in Form von Maß- und Formabweichungen ermittelt. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist die grundlegende Analyse über die Ursache von Maßabweichungen an FDM-Probekörpern. Zur Reduzierung der auftretenden Maßabweichungen, wird eine Methode erarbeitet, die zur Bestimmung von optimierten Schwindungsfaktoren dient. Die optimierten Schwindungsfaktoren werden genutzt, um die Maßabweichungen an FDM-Bauteilen maßgeblich zu reduzieren.


                                                                                                                                                                        Parameter- und Prozessoptimierung für den additiven Fertigungsprozess im Pulverbett am Beispiel der Legierung Ti6Al4V

                                                                                                                                                                        D. Ahlers, Shaker, 2020

                                                                                                                                                                        Die additive Fertigung mittels Laser Powderbed Fusion Verfahren (L-PBF) von Metallen wird zunehmend genutzt, um Funktionsbauteile endkonturnah zu fertigen. Die in der vor-liegenden Arbeit untersuchte Parameter- und Prozessoptimierung liefert einen Beitrag zur wirtschaftlichen Nutzung des L-PBF und zeigt, dass höhere Aufbauraten bei der ganzheit-lichen Betrachtung des Prozesses realisierbar sind. Die Parameter- und Prozessoptimierung erfordert eine Untersuchung des Einflusses der Fertigungs- und Nachbearbeitungsparameter auf das erzeugte Volumen sowie auf die Mikrostruktur und die resultierenden Materialeigenschaften. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer optimierten Prozessführung mit abschließender Bewer-tung der Wirtschaftlichkeit. Mit dem entwickelten Gesamtprozess wird eine um den Faktor 1,6 höhere Aufbaurate erzielt. Des Weiteren wird die Methodik zur Erarbeitung des opti-mierten Prozessfensters beschrieben, sodass die Herangehensweise auf weitere Werk-stoffe angewendet werden kann. Die mechanischen Eigenschaften werden für den stati-schen und dynamischen Lastfall untersucht und mit der Mikrostruktur korreliert. Abschlie-ßend wird die Prozessoptimierung zur Fertigung eines Demonstrators eingesetzt und wirtschaftlich validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch das hier angewendete Vorge-hen eine Prozesszeitreduktion von 22,5% und eine Kostenreduktion von 11% realisiert werden kann.


                                                                                                                                                                          Oberflächennachbehandlung beim Fused Deposition Modeling – Analyse der Oberflächenstruktur und mechanischer Kennwerte

                                                                                                                                                                          M. Fischer, Shaker Verlag, 2020

                                                                                                                                                                          Mit seiner Eignung für den Einsatz in Luftfahrzeugen stellt vor allem der Werkstoff Ultem 9085 in Verbindung mit der Verarbeitbarkeit im Fused Deposition Modeling (FDM) Prozesses ein großes Potential für die Kleinserienfertigung mittels additiver Fertigungstechnologien im Luftfahrtbereich dar. Hier bestehen aufgrund der Schichtbauweise Herausforderungen zur Optimierung der Oberflächenqualität. Des Weiteren ist das Ermüdungsverhalten von FDM-Strukturen noch unzureichend erforscht. Mit dem Schwerpunkt auf dem Werkstoff Ultem 9085 sind im Rahmen dieser Dissertation zunächst Nachbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Oberflächenqualität analysiert worden. Hier konnten Oberflächenrauheiten durch den Einsatz eines chemischen Nachbehandlungsprozesses um bis zu 80 % reduziert werden. Die dabei als Nebeneffekt erzeugte Schließung der porösen Oberflächenstruktur begünstigte zudem einen anschließenden Metallisierungsprozess zur Veredelung der Oberflächenstruktur. Die Ermüdungseigenschaften fallen für FDM-Strukturen aufgrund der inneren und äußeren Kerben im Vergleich zu spritzgegossenen Substraten vergleichsweise gering aus. Durch Überfüllung der Bau-teile und gezielte Strangorientierungen kann die Lebensdauer insbesondere für seitlich und flach aufgebaute Zugprüfkörper erhöht werden. Der chemische Nachbehandlungsprozess wirkt sich durch die Reduzierung von äußeren Kerben vor allem positiv auf die mechanischen Eigenschaften von aufrecht hergestellten Strukturen aus.


                                                                                                                                                                            Erarbeitung eines methodischen Vorgehens zur merkmalspezifischen Charakterisierung der Verarbeitungseignung von nicht verstärkten und faserverstärkten Kunststoffen im Fused Deposition Modeling am Beispiel von Polyamid 6

                                                                                                                                                                            C. Schumacher, Shaker Verlag, 2021

                                                                                                                                                                            Das Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein Verfahren zur additiven Fertigung (AF), welches von der Firma Stratasys Ltd. (früher Stratasys Inc.) kommerzialisiert wurde. Heute existieren auch FDM Maschinen anderer Hersteller. Im Gegensatz zu den Maschinen von Stratasys können bei diesen die Prozessparameter frei gewählt werden. Dadurch ist die Verarbeitung herstellerfremder Materialien möglich. Wie in allen AF-Verfahren, werden im FDM bestimmte Anforderungen an die zu verarbeitenden Materialien gestellt. Die Materialien sollten daher speziell für das FDM ausgewählt bzw. entwickelt werden. Die für eine gute Verarbeitbarkeit notwendigen Materialeigenschaften sind aktuell jedoch nicht hinreichend bekannt. Vielmehr sind auch keine Vorgehensweisen bekannt, um die Verarbeitungseignung verschiedener Materialien im FDM zu bewerten. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher Vorgehensweisen vorgestellt, um die Verarbeitungseignung thermoplastischer Kunststoffe im FDM anhand bestimmter Merkmale zu bewerten. Die Schweißnahtqualität, der Bauteilverzug und die Gestaltungsfreiheit werden als wichtige Merkmale identifiziert. Unter Beachtung relevanter Einflussgrößen werden je Merkmal Probekörper und Prüfmethoden entwickelt, um merkmalspezifische Kennwerte zu definieren. Dadurch ist der Vergleich unterschiedlicher Materialien, unabhängig von der verwendeten Maschine und der Datenaufbereitung, möglich. Letztendlich werden verschiedene Materialmodifikationen auf Basis von PA 6 erstellt und mit Hilfe der vorgestellten Vorgehensweisen untersucht und bewertet.


                                                                                                                                                                              Dreidimensionale Oberflächenanalyse und Topografie-Simulation additiv hergestellter Laser-Sinter Bauteile

                                                                                                                                                                              P. Delfs, Shaker Verlag GmbH, 2021

                                                                                                                                                                              Anwendungen von Laser-Sinter Bauteilen als Sichtteile sind aufgrund der vergleichsweise schlechten Oberflächenqualität sehr begrenzt. In dieser Arbeit werden dreidimensionale Kennwerte benutzt, um die Oberflächenqualität von Laser-Sinter Bauteiloberflächen und die Einflüsse aus unterschiedlichen Bereichen der gesamten Prozesskette zu evaluieren. Beispielsweise wurden objektive Kennwerte, mit deren Hilfe Orangenhaut zu identifizieren ist, und Prozessparameter, die diese deutlich vermindern, gefunden. Mittels Durchführung von haptischen Versuchen wurde das subjektive Empfinden ermittelt und konnten zu objektiven Kennwerten korreliert werden. Eine mikroskopische Betrachtung des flachen Oberflächenwinkels mit verschieden farbigen Pulvern zeigt neue Erkenntnisse zum Anschmelzvorgang von Partikeln an die Schmelze. Zur nachträglichen Glättung von Oberflächen wurden mechanische, chemische und optische Nachbehandlungsmethoden verwendet und deren Potential aufgezeigt. Eine abschließende neuartige Simulation der dreidimensionalen Topografie bildet die Grundlage für ein Programm zur automatischen und funktionsgerechten Orientierung von Bauteilen, welche am Beispiel eines realen Bauteils erfolgreich validiert wurde. Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse, dass die richtige Wahl von Bauorientierung und Prozessparametern entscheidend für die Bauteilqualität ist und selbst eine aufwendige Nachbearbeitung eine ungeschickte Wahl derer nur schwerlich ausgleichen kann.


                                                                                                                                                                                Liste im Research Information System öffnen

                                                                                                                                                                                Alle aktuell laufenden Projekte des DMRC und PIAF finden Sie hier.

                                                                                                                                                                                Hier gelangen Sie zu den Projekten, die bereits am DMRC und PIAF durchgeführt wurden.

                                                                                                                                                                                Aus dem Jahresbericht des DMRC und PIAF können z.B. Informationen zu den Forschungsprojekten aus dem jeweiligen Geschäftsjahr entnommen werden.

                                                                                                                                                                                Sie interessieren sich für:

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