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AD3D - Eine automatisierte Toolchain für das 3D-DruckenKupper, Stefan, Mühlig, Verena, Jakobeschky, Laura 13 February 2024 (has links)
Der technische Fortschritt hat dazu geführt, dass die Kosten für das automatisierte Drucken von Emblemen,
Anhängern sowie allgemein gedruckten Prototypen stark gefallen sind. Dies geschah insbesondere
auch vor dem Hintergrund einesWandels der Industrie hin zu einer modernen Industrie 4.0.
In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz für das automatische 3D-Drucken eines Logos präsentiert, welches
als Pixelgrafik vorliegt. Die vorgeschlagene Prozesskette erzeugt hierbei final den G-code zum
Drucken. Dabei sind seitens des Users wenige Eingaben erforderlich.
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Additive Fertigung von Metallen – Einsatz des LaserCUSING®s im Bereich AutomotivePastuschka, Lisa, Appel, Peter 10 December 2016 (has links) (PDF)
Die Additive Fertigung spielt heutzutage auch in der Automobilindustrie eine bedeutende Rolle. Eine Ausprägungsform, das pulverbett-basierte LaserCUSING®-Verfahren, bietet viele neue Möglichkeiten. Im Folgenden wird zunächst ein kurzer Überblick über das Verfahren gegeben und anschließend der Einsatz des LaserCUSING®s im Bereich Automotive anhand eines gemeinsamen Projekts der EDAG Engineering GmbH, des Laser Zentrums Nord, der BLM Group und der Concept Laser GmbH verdeutlicht. Hier wurde auf Basis des EDAG Light Cocoon ein topologisch optimierter und hybrid gefertigter Spaceframe entwickelt. Die Karosserieknoten wurden mittels LaserCUSING® additiv hergestellt.
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Additive Fertigung von Metallen – Einsatz des LaserCUSING®s im Bereich AutomotivePastuschka, Lisa, Appel, Peter January 2016 (has links)
Die Additive Fertigung spielt heutzutage auch in der Automobilindustrie eine bedeutende Rolle. Eine Ausprägungsform, das pulverbett-basierte LaserCUSING®-Verfahren, bietet viele neue Möglichkeiten. Im Folgenden wird zunächst ein kurzer Überblick über das Verfahren gegeben und anschließend der Einsatz des LaserCUSING®s im Bereich Automotive anhand eines gemeinsamen Projekts der EDAG Engineering GmbH, des Laser Zentrums Nord, der BLM Group und der Concept Laser GmbH verdeutlicht. Hier wurde auf Basis des EDAG Light Cocoon ein topologisch optimierter und hybrid gefertigter Spaceframe entwickelt. Die Karosserieknoten wurden mittels LaserCUSING® additiv hergestellt.
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Neuartige ORMOCER®-basierte Materialsysteme und deren Formgebung mittels Digital Light Processing für hochwertige dentale Versorgungen / Novel ORMOCER®-based material systems and their shaping by means of Digital Light Processing for high-quality dental restorationsKolb, Carina January 2022 (has links) (PDF)
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden ORMOCER®-basierte Materialsysteme für dentale Versorgungen entwickelt, die additiv mittels Digital Light Processing (DLP) verarbeitbar sind und ein hochwertiges, auf die vorgesehene Zielanwendung abgestimmtes Eigenschaftsprofil besitzen. Zunächst wurden grundlegende Untersuchungen zum DLP-Druck des Harzsystems und einfachen Kompositen durchgeführt, um auftretende Herausforderungen zu identifizieren und die weitere Vorgehensweise festzulegen. Ausgehend davon konzentrierte sich die Arbeit neben der Vermeidung der klebrigen Sauerstoffinhibierungsschicht auf der Bauteiloberfläche einerseits darauf, die Maßhaltigkeit bei DLP-gedruckten Bauteilen mit überhängenden Strukturen zu steigern. Insbesondere wurde das Augenmerk hier auf die Verwendung von organischen Lichtabsorbern zur Realisierung von hochtransluzenten Harz-basierten Bauteilen gelegt. Andererseits lag ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit auf der Entwicklung von DLP-druckbaren Kompositen mit hoher Transluzenz. Die dafür nötige Brechzahlanpassung von Harzsystem und Füllstoff wurde zum einen durch die Synthese neuer, höherbrechender Harzsysteme und zum anderen durch die Verwendung hochbrechender ZrO2-Nanopartikel realisiert. Die resultierenden hochtransluzenten Komposite wurden umfassend mechanisch charakterisiert sowie erfolgreich DLP-gedruckt. / In this work, ORMOCER®-based material systems for dental restorations were developed which can be additively processed by digital light processing (DLP) and have a high-quality property profile tailored to the intended target application. Initially, basic investigations were carried out on the DLP printing of the resin system and simple composites in order to identify any challenges that arose and to determine the further course of action. Based on this, in addition to avoiding the sticky oxygen inhibition layer on the part surface, the work focused on the one hand on increasing the dimensional accuracy of DLP-printed parts with overhanging structures. In particular, attention was paid here to the use of organic light absorbers to realize highly translucent resin-based parts. On the other hand, another focus of the work was on the development of DLP printable composites with high translucency. The necessary refractive index adaption of resin system and filler was realized on the one hand by synthesizing new, higher refractive index resin systems and on the other hand by using highly refractive ZrO2 nanoparticles. The resulting highly translucent composites were extensively characterized mechanically and successfully DLP-printed.
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Employment of Melt Electrowriting for the design of regenerative graftsvon Witzleben, Max 01 July 2024 (has links)
BACKGROUND Cell-sized structures such as electrospun mats have been shown to tailor cell growth in a variety of ways and thus have great potential in the development of regenerative implants. Due to their thinness of several hundreds of micrometers, these mats mostly act as coatings on larger matrices, but the use of cytotoxic solvents complicates the translational process. A relatively new technique, melt electrowriting (MEW), offers similar properties but relinquishes cytotoxic solvents. Instead, thermoplastics such as polycaprolactone (PCL) are melted and processed under high voltage to form fibers with a precise fiber diameter that can be deposited in highly ordered meshes using a three-axis system. Outcome of the MEW processes are fiber architectures with defined fiber diameter, fiber spacing and tailored porosity within the cellular dimensions. This contrasts with previous electrospun mats, which mostly exhibit chaotic fiber architectures. RESEARCH QUESTIONS Due to the novelty of MEW, all studies so far used highly customized laboratory printers to produce MEW membranes, complicating translation to the clinic. Therefore, one of the first commercial MEW printer had to be established and the printing characteristics needed to be found to maintain homogeneous fiber diameters throughout the printing process and to investigate the compatibility with other printing techniques. Large tympanic membrane defects, such as those caused by chronic otitis media and other conditions, are currently closed with autologous materials in an elaborate procedure that may result in side effects such as hearing loss. Customized MEW meshes could improve this situation if they demonstrate similar mechanical and vibrational properties as the TM or the respective autologous materials. To this end, the variety of different design parameters such as fiber diameter, fiber spacing, layer-to-layer orientation, and number of layers should be investigated. Ideally, the collagen fiber structure and the curvature of the TM could be mimicked, too. Furthermore, the behavior of TM-typical cells such as keratinocytes and fibroblasts on the artificial scaffolds should be analyzed. This should simulate a potential regrowth of the TM collagen structure in vivo by migrating cells from the surrounding tissue onto the artificial membranes. Larger regenerative implant materials produced by other (additive) manufacturing processes do not offer geometries within cell dimension, therefore a combination with MEW could facilitate the scaffold-cell interaction. Hence, the objective of the present work was to investigate to what extent MEW can be combined with other additive manufacturing processes and what effects combined implant materials have on cell adhesion, alignment, and migration. MATERIALS & METHODS A GeSiM Printer 3.1. equipped with a MEW module was used for printing. Medical grade PCL was utilized to produce artificial membranes. Medical grade collagen type I was applied to create airtight membranes and improve cell compatibility. All scaffolds were mechanically tested using a uniaxial testing machine to characterize either the bending stiffness of the artificial TM grafts or the Young's modulus of the bone and tendon grafts. Compression tests were performed on the bone grafts, whereas tensile tests were used to evaluate the tendon grafts. Vibration analysis of the TM grafts was performed in collaboration at the Ear Clinic of Dresden University Hospital. For in vitro analyses of the TM grafts, immortalized and primary keratinocytes (HaCaT, HEKn) and primary fibroblasts (NHDF) were seeded on the grafts and analyzed. Murine calvarial osteoblast progenitor cells (MC3T3-E1) and immortalized human mesenchymal stem cells (hTERT-MSC) were seeded on the calcium phosphate cement and PCL composites. Adipose-derived mesenchymal stem cells (AT-MSC) were seeded onto the PLA-PCL tendon grafts. Standardized biochemical assays and fluorescence microscopy were used to analyze cell behavior.
RESULTS Specific scaffold designs were developed to create a TM graft with comparable mechanical and similar vibrational properties to the native TM. In addition, the constructs showed high cell compatibility. Circular and radial fibers were integrated to mimic the native collagen structure closer. The combination of MEW with extrusion printing of sacrificial pyramids allowed for resembling the curvature of the TM. Overall, these adjustments minimized the gap between implant and native TM. By increasing the number of layers, the yield strength of the TM could be increased, but with a (small) decrease in vibration properties. A co-culture of primary fibroblasts and keratinocytes mimicked the in vivo migration of these cell types on the scaffolds so that the native collagen architecture could be restored after implantation in vivo (Publication I + II). For the first time, the bone graft material calcium phosphate cement (CPC) has been combined with PCL microfibers in a single fabrication process by combining MEW and extrusion printing (Publication III). Geometries in clinically relevant defect sizes of up to 3 cm with a variety of different pore structures were realized. The microporosity thus created within the macroporosity of the CPC structures had no significant effect on the cell growth closing these pores compared to CPC scaffolds without microfibers. From a mechanical point of view, the microfibers did not affect the adhesion between the CPC layers but fixed the CPC fragments during and after mechanical loading, so that the PCL-reinforced CPC scaffolds did not splinter in contrast to the pure CPC structures. When the PCL mats were printed wider than the CPC scaffolds, the protruding mesh provided an additional fixation option for the composite scaffolds in a potential defect area during surgery.
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Personalisierte Neurochirurgie durch den Einsatz Additiver FertigungKropla, Fabian 08 November 2024 (has links)
Das Ziel dieser Arbeit ist die Präsentation technischer Lösungsansätze der personalisierten Neurochirurgie, wobei insbesondere die Technologien der Additiven Fertigung (auch als 3D-Druck bezeichnet) und des 3D-Scans zum Einsatz kommen. Die personalisierte Neurochirurgie beschreibt eine individualisierte Behandlungsstrategie unter Berücksichtigung anatomischer und funktioneller Merkmale des Patienten, wobei sich beide genannten Technologien in ihrer Synergie als besonders vorteilhaft erweisen. Exemplarisch soll sich der Fokus auf die Entwicklung patientenspezifischer Schädelimplantate und individueller Kinderhelme richten.
Diese Arbeit untersucht somit alternative Therapieansätze, die eine verbesserte Patientenversorgung versprechen und richtet den Schwerpunkt darauf, individuelle Gegebenheiten aufzugreifen und sie in ein ebenso personalisiertes Behandlungskonzept münden zu lassen.
Im Detail wird die Einsatztauglichkeit der Schädelimplantate im Rahmen einer Genauigkeitsanalyse diskutiert, wohingegen bei den Kinderhelmen ein Vergleich zu konventionellen Helmen erfolgt.:Inhaltsverzeichnis
Bibliographische Beschreibung 2
Inhaltsverzeichnis 3
Abkürzungsverzeichnis 4
Begriffserklärung 5
Einführung in die Thematik 6
1. Stand der Technik 10
1.1. Additive Fertigung in der Medizin 10
1.2. Fertigungstechnologien 12
1.2.1. FDM/FLM-Verfahren 14
1.2.2. Stereolithographie (SLA) 19
1.2.3. HP Multi-Jet-Fusion (MJF) 22
1.3. Additive Fertigung in der personalisierten Neurochirurgie 25
1.3.1. Versorgung von Schädelimplantaten nach einer Kraniotomie 28
1.3.2. Versorgung von Kinderhelmen bei einer Plagiozephalie 29
1.4. 3D-Scantechnologie in der Medizin 29
2. Publikationsmanuskripte 33
Development of 3D printed patient-specific skull implants based on 3d surface scans 33
Development of an individual helmet orthosis for infants based on a 3D scan 44
3. Zusammenfassung der Arbeit 55
Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 58
Lebenslauf 59
Publikationen 61
Literaturverzeichnis 63
Danksagung 68
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Design and experimental investigation of an additive manufactured compact driveMatthiesen, Gunnar, Merget, Daniel, Pietrzyk, Tobias, Ziegler, Stephan, Schleifenbaum, Johannes Henrich, Schmitz, Katharina 25 June 2020 (has links)
In recent years, additive manufacturing (AM) has become one of the most revolutionary and promising technologies in manufacturing. The process of making a product layer by layer is also often referred to as 3D printing. Once employed purely for prototyping, AM is now increasingly used for small series production, for example in aerospace applications. The paper starts with a motivation for AM in hydraulic applications and the development of an AM internal gear pump. For a better understanding of the manufacturing process, a brief introduction to AM highlighting the advantages and challenges is given. The AM internal gear pump is part of an electrohydraulic power pack, which is used to power an electrohydraulic actuator (EHA). The power pack contains all necessary peripherals to realise the hydraulic system of the EHA. The AM process allows for new design possibilities, but the process differs strongly compared to subtractive manufacturing processes and therefore is outlined here. The paper concludes by presenting measurement results of the AM internal gear pump.
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Entwicklung und Evaluierung neuer Bioreaktorkonzepte für phototrophe MikroorganismenKrujatz, Felix 08 November 2016 (has links) (PDF)
Die Photobiotechnologie nutzt photosynthesegetriebene Bioprozesse zur nachhaltigen Synthese von Wertstoffen und Energieträgern. Diese Bioprozesse rücken vor allem durch die stoffliche Nutzung von CO2 als Kohlenstoff- und Licht als regenerative Energiequelle in den Fokus von Forschung und Entwicklung. Trotz der enormen Vielfalt von geschätzten 500.000 Algenspezies werden zurzeit nur ca. 15 Mikro- und 220 Makroalgen technisch genutzt. Dieser Umstand ist u.a. dem geringen Prozessverständnis und den spezifischen Anforderungen der photobiotechnologische Prozesse an die technischen Systeme geschuldet.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Kultivierungssysteme für die photosynthetisch aktiven Mikroorganismen Rhodobacter sphaeroides DSM158, Chlamydomonas reinhardtii 11.32b und Chlorella sorokiniana UTEX1230 entwickelt und evaluiert.
Die photofermentative Wasserstoffproduktion mittels R. sphaeroides DSM158 erfolgte in einem eigens dafür konzipierten gerührten Halogen-Photobioreaktor durchgeführt. Im Satzbetrieb wurde der Einfluss des volumetrischen Leistungseintrages (P0/VL) und der mittlere Bestrahlungsstärke (I0) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass R. sphaeroides DSM158 bei einer durchschnittlichen I0 von 2250 W m-2 und einem P0/VL von 0,55 kW m-3 im Satzbetrieb eine maximale Wasserstoffproduktionsrate (rH2) von 195 mL L-1 h-1 erzielt. Das Reaktorsystem wurde mittels optischer Ray Tracing Simulation, einer empirischer Simulation der Strahlungsverteilung und Computational Fluid Dynamics (CFD) charakterisiert, um die Prozessbedingungen für R. sphaeroides DSM158 zu analysieren. Der photofermentative Prozess wurde in ein kontinuierliches Verfahren überführt, welches unter optimalen Bedingungen von I0 = 2250 W m-1, einer Durchflussrate von 0,096 h-1 und einem C:N-Verhältnis von ca. 22,5 eine rH2 von 170,5 mL L-1 h-1 lieferte.
Für Mikroalgen wurden Kultivierungssysteme für Suspensions- und immobilisierte Kulturen entwickelt und charakterisiert. Zur Kultivierung immobilisierter Mikroalgen wurde die Methode des Green Bioprinting etabliert, die auf der 3D-Bioprinting Technologie des Tissue Engineerings beruht. Bei diesem Verfahren werden Algenzellen über einen Extrusionsprozess in ein strukturiertes Hydrogel eingebettet. In vergleichenden Studien zum Wachstum in Suspensionskulturen konnte gezeigt werden, dass die Hydrogelumgebung ideale Bedingungen für das photoautotrophe Wachstum und die Zellviabilität von C. reinhardtii 11.32b und C. sorokiniana UTEX1230 liefert.
Der MicrOLED-Bioreaktor bezeichnet ein miniaturisiertes Flat-Panel-Airlift (FPA)-Bioreaktor-system mit 15 mL Arbeitsvolumen und nichtinvasiver optischer Prozessüberwachung in Bezug auf zellspezifische Parameter (Zelldichte und Fluoreszenz) und Suspensionsparameter (pH, dO2 und dCO2). Hydrodynamische Untersuchungen der miniaturisierten FPA-Kultivierungskammer zeigten vergleichbare und damit skalierbare Eigenschaften zu Labor- und Produktions-FPA-Bioreaktoren. Im Zuge des MicrOLED-Bioreaktors wurden erstmals organische Leuchtdioden für den Einsatz in Photobioreaktoren verwendet und charakterisiert. Die geometrisch komplexen Bioreaktorkomponenten wurden mittels additiver Fertigungstechnologien aus Polyamid hergestellt und erlauben die Integration der optischen Elemente zur Überwachung des Bioprozesses in Echtzeit.
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Untersuchung von additiv gefertigten Prägeformen mit graduellen Eigenschaften hinsichtlich ihres PrägeverhaltensMohrich, Maximilian 16 July 2021 (has links)
Ziel dieser Masterarbeit ist die Untersuchung neuartiger Prägeformkonzepte hinsichtlich ihres Prägeverhaltens. Die Konzepte weisen lokal unterschiedliche Materialeigenschaften auf, die zu einer verbesserten Ausprägung von Karton führen sollen. Die Konzepte sollen anhand der Prägeergebnisse und der Abformgenauigkeit evaluiert werden. Dabei ist ein weiteres Ziel der Arbeit, Methoden zur Quantifizierung der Abformgenauigkeit zu finden. Die Herstellung der Konzepte erfolgt mithilfe eines additiven Fertigungssystems, welches mehrere Materialien in einem Bauvorgang verarbeiten kann. Zur Datengewinnung werden Oberflächenscans der geprägten Kartonproben und Werkzeuge durchgeführt. Auf Grundlage dieser Scans werden drei Methoden zur Ermittlung der Abformgenauigkeit vorgeschlagen. Abschließend werden die Werkzeuge anhand der Prägeergebnisse und der ermittelten Abformgenauigkeit bewertet. Weiterhin werden die vorgeschlagenen Methoden miteinander verglichen und deren Vor- und Nachteile diskutiert. Dies gibt Auskunft darüber, unter welchen Bedingungen der Einsatz welcher Methode sinnvoll erscheint.:1. Einleitung
2. Theoretische Grundlagen
2.1 Umformprozesse
2.1.1 Prägen von Faserwerkstoffen
2.1.2 Einsatz von Niederhaltern beim Umformen von Blechen
2.1.2.1 Tiefenziehen
2.1.2.2 Tiefen
2.1.3 Einsatz von Niederhaltern beim Umformen von Karton
2.1.3.1 Ziehen und Pressformen
2.1.3.2 Hydroformen
2.2 Multi-Material-Verarbeitung in der additiven Fertigung
2.2.1 Materialextrusion
2.2.2 Badbasierte Photopolymerisation
2.2.3 Material Jetting
2.2.4 Pulverbettbasiertes Schmelzen
2.2.5 Workflow und Datenvorbereitung
2.3.6 Geeignete Dateiformate
2.3 Soll-Ist-Vergleich von 2.5D-Oberflächendaten
2.3.1 Berechnung von Flächeninhalten und Volumen
2.3.2 Registrierung und Abstandsberechnung von Punktwolken
3. Versuche und Messungen
3.1 Herstellung der Prägeformkonzepte
3.1.1 Beschreibung der Konzepte
3.1.2 Fertigungstechnologie und Materialwahl
3.1.3 Datenvorbereitung für die Polyjet-Fertigung
3.2 Prägeversuche und Datenverarbeitung
3.2.1 Prägeversuche
3.2.2 Oberflächenscan am Keyence 3D-Makroskop
3.3 Ermittlung der Abformgenauigkeit
3.3.1 Flächen- und Volumenberechnung in MatLab & CloudCompare
3.3.2 Abformgenauigkeit nach ICP-Algorithmus & Abstandsberechnung
4. Ergebnisse und Diskussion
4.1 Betrachtung der Prägewerkzeuge
4.2 Betrachtung der Kartonprägungen
4.2.1 Prägeergebnisse nach Flächeninhalt der Profilschnitte
4.2.2 Einfluss der Faserlaufrichtung auf Kartonprägungen
4.2.3 Prägeergebnisse nach Volumen der Punktwolken
4.3 Betrachtung der Abformgenauigkeit
4.3.1 Abformgenauigkeit nach Flächeninhalt & Volumen
4.3.2 Abformgenauigkeit nach ICP-Algorithmus & Abstandsberechnung
4.4 Bewertung der Methoden zur Ermittlung der Abformgenauigkeit
4.5 Beurteilung des Bedienereinflusses bei der Datenverarbeitung am Keyence
5. Zusammenfassung und Ausblick
Literaturverzeichnis
Eidesstattliche Erklärung / The aim of this master thesis is to investigate novel embossing die concepts with regard to their embossing behavior. The concepts have locally different material properties, which should lead to an improved embossing of cardboard. The concepts are to be evaluated on the basis of the embossing results and the impression accuracy. A further aim of the work is to find methods for quantifying the impression accuracy. The concepts will be manufactured using an additive manufacturing system that can process multiple materials in a single build process. Surface scans of the embossed cardboard samples and tools are performed to obtain data. Based on these scans, three methods are proposed to determine the impression accuracy. Finally, the tools are evaluated based on the embossing results and the determined impression accuracy. Furthermore, the proposed methods are compared with each other and their advantages and disadvantages are discussed. This provides information on the conditions under which the use of which method appears to be sensible.:1. Einleitung
2. Theoretische Grundlagen
2.1 Umformprozesse
2.1.1 Prägen von Faserwerkstoffen
2.1.2 Einsatz von Niederhaltern beim Umformen von Blechen
2.1.2.1 Tiefenziehen
2.1.2.2 Tiefen
2.1.3 Einsatz von Niederhaltern beim Umformen von Karton
2.1.3.1 Ziehen und Pressformen
2.1.3.2 Hydroformen
2.2 Multi-Material-Verarbeitung in der additiven Fertigung
2.2.1 Materialextrusion
2.2.2 Badbasierte Photopolymerisation
2.2.3 Material Jetting
2.2.4 Pulverbettbasiertes Schmelzen
2.2.5 Workflow und Datenvorbereitung
2.3.6 Geeignete Dateiformate
2.3 Soll-Ist-Vergleich von 2.5D-Oberflächendaten
2.3.1 Berechnung von Flächeninhalten und Volumen
2.3.2 Registrierung und Abstandsberechnung von Punktwolken
3. Versuche und Messungen
3.1 Herstellung der Prägeformkonzepte
3.1.1 Beschreibung der Konzepte
3.1.2 Fertigungstechnologie und Materialwahl
3.1.3 Datenvorbereitung für die Polyjet-Fertigung
3.2 Prägeversuche und Datenverarbeitung
3.2.1 Prägeversuche
3.2.2 Oberflächenscan am Keyence 3D-Makroskop
3.3 Ermittlung der Abformgenauigkeit
3.3.1 Flächen- und Volumenberechnung in MatLab & CloudCompare
3.3.2 Abformgenauigkeit nach ICP-Algorithmus & Abstandsberechnung
4. Ergebnisse und Diskussion
4.1 Betrachtung der Prägewerkzeuge
4.2 Betrachtung der Kartonprägungen
4.2.1 Prägeergebnisse nach Flächeninhalt der Profilschnitte
4.2.2 Einfluss der Faserlaufrichtung auf Kartonprägungen
4.2.3 Prägeergebnisse nach Volumen der Punktwolken
4.3 Betrachtung der Abformgenauigkeit
4.3.1 Abformgenauigkeit nach Flächeninhalt & Volumen
4.3.2 Abformgenauigkeit nach ICP-Algorithmus & Abstandsberechnung
4.4 Bewertung der Methoden zur Ermittlung der Abformgenauigkeit
4.5 Beurteilung des Bedienereinflusses bei der Datenverarbeitung am Keyence
5. Zusammenfassung und Ausblick
Literaturverzeichnis
Eidesstattliche Erklärung
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ANSYS Simulation und Additive FertigungHoffmann, Sebastian 04 July 2018 (has links)
Die additiven Fertigungsverfahren eröffnen durch ihre größere Designfreiheit viele
Möglichkeiten um neues Leichtbaupotential in der Bauteilauslegung zu erschließen.
Dabei wächst das Bewusstsein der Ingenieure für die Synergien der Physik-
getriebenen Topologieoptimierung mit den freien Gestaltungsmöglichkeiten der
additiven Fertigung. Diverse Anwendungsbeispiele aus verschiedenen
Industriezweigen zeigen, dass dieses Potential branchenübergreifend einsetzbar ist.
Durch Topologieoptimierung alleine wird das Potential der Additiven Fertigung
jedoch noch nicht ausgeschöpft.
Zusätzliches großes Leichtbaupotential bietet auch die Verwendung von
gleichmäßigen oder adaptiven Gitterstrukturen. Durch diese kann eine
Gewichtsreduktion am Bauteil realisiert werden ohne das ursprüngliche Design
optisch zu verändern. Für die Validierung dieser hochkomplexen Gitterstrukturen
kann heute dank der neuen Technologie ANSYS Discovery Live auf ein aufwendiges
Vernetzen verzichtet und damit eine Bewertung des Designs ‚on the fly‘ erreicht
werden.
Des Weiteren ermöglichen neue Werkzeuge in ANSYS eine a priori Bewertung von
prozessbedingten Formabweichungen der Geometrie bei additiver Fertigung.
Verformungen während des Bauprozesses können zu einem Abbruch desselben
führen, während Verformungen und Eigenspannungen im fertigen Bauteil zu
Abweichungen von der gewünschten Geometrie und Funktionalität führen können.
Hier hilft die AF-Prozesssimulation das Verständnis der Prozesse zu erweitern und
entsprechende Gegenmaßnahmen zu treffen.
In diesem Vortrag werden die genannten Aspekte an praktischen Beispielen gezeigt
und diskutiert.
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