Prozessbetrachtung des Fused Deposition Modelling

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Bettina Wendel

Kurzfassung

Die Additive Fertigung findet als werkzeugloses und effizientes Verfahren zur Bauteilerzeugung zunehmend Einsatz in vielen Produktbereichen. Die Limitierungen liegen allerdings bisher in dem begrenzt zur Verfügung stehenden Werkstoffspektrum, der geringeren Maßtreue und Oberflächenqualität im Vergleich zum Spritzgießen.
Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen zeigen einen Weg auf, wie aus kommerziell erhältlichen Kunststoffen sowie thermisch leitfähig modifizierten Typen angepasste Halbzeuge für das Fused Deposition Modeling (FDM) erzeugt und diese zu Funktionsbauteilen verarbeitet werden können, um so beispielsweise thermisch leitfähige Bauteile mit gleichzeitig guten mechanischen Eigenschaften zu erzielen. Weiterhin wird eine allgemeingültige Anleitung vorgestellt, die eine Bestimmung des Prozessfensters zur Verarbeitung von Kunststoffen im FDM-Verfahren ermöglicht und somit die Grundlage für eine zielgerichtete Verarbeitung von bisher nicht für dieses Verfahren genutzten Kunststoffen schafft. Die Verifizierung der Anleitung erfolgt dabei über experimentelle Untersuchungen. Anhand systematischer Analysen werden die mechanischen und thermischen Eigenschaften der erzeugten Bauteile in Abhängigkeit von den eingestellten Prozessparametern (Düsentemperatur, Rasterweite, Bauraumtemperatur) sowie den werkstofflichen Einflussgrößen (Füllstoffgehalt, -form und größe) betrachtet. Weiterhin erfolgt ein Vergleich zwischen den erzielbaren mechanischen und thermischen Kenngrößen von mittels konventionellem Spritzgießen und FDM-Verfahren gefertigten Bauteilen.
Aufbauend auf der gesamten Prozesskette von der Materialaufbereitung über die Halbzeugherstellung und die Verarbeitung zu Bauteilen im FDM-Verfahren, kann nun eine Vielzahl von Kunststoffen mittels FDM erfolgreich verarbeitet werden.

111 Seiten
ISBN 978-3-931864-42-2

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Lydia Lanzl, M.Sc.