Rapid Manufacturing (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die generativen Fertigungsverfahren sind eine verhältnismäßig junge Technologie. Die erste industriell einsatztaugliche Maschine wurde 1987 von der amerikanischen Firma 3D-Systems auf den Markt gebracht. Generative Fertigungsverfahren werden in unterschiedlichen Anwendungsfeldern eingesetzt. Das bis heute dominierende Feld ist die Produktentwicklung, bei der das Verfahren zur Herstellung von Prototypen und Mustern eingesetzt wird (Rapid Prototyping). Seit einigen Jahren gibt es unter der Bezeichnung Rapid Manufacturing (RM) erste Ansätze, direkt einsatzfähige Endprodukte mittels generativer Fertigungsverfahren herzustellen. Dieses Feld wird in der vorliegenden Arbeit untersucht.
Mit Rapid Manufacturing ist es möglich, Bauteile oder Bauteilgruppen in nahezu beliebigen Formen herzustellen. Dazu werden keine formspezifischen Werkzeuge, Vorrichtungen oder Einstellungen benötigt. Eine Umrüstung zwischen der Produktion zweier Bauteile, die sich in ihrer Geometrie unterscheiden, ist nicht notwendig. Generative Verfahren bieten sich besonders für die Herstellung von Einzelstücken oder Kleinserien an. Weiterhin ist der Produktionsvorgang in hohem Grade automatisiert.
Produkte werden häufig am Computer entwickelt, somit liegt nach der Entwicklungsphase eine dreidimensionale CAD-Datei (Computer Aided Design) des Produktes vor. Generative Fertigungsmaschinen können diese Daten verarbeiten, d.h. das Produkt kann direkt aus der Computerdatei heraus hergestellt werden. Bildhaft ausgedrückt lässt sich das Produkt im Idealfall komplett per Mausklick ¿ausdrucken¿.
Aufgrund der digitalen Anbindung können Produktionsaufträge leicht transferiert werden. Das bietet Ansätze für neue Dienstleistungskonzepte und verspricht hohe Skalierbarkeit und Flexibilität. Es bieten sich Möglichkeiten, Produktionsabläufe und ganze Wertschöpfungsketten neu zu gestalten und die Wertschöpfung über Unternehmensgrenzen hinaus zu organisieren.
Letztlich kann die zukünftige Entwicklung dazu führen, dass auch der Endkunde Zugriff auf die Produktionstechnologie erhält. In Kombination mit der erwähnten Digitalisierbarkeit und Transferierbarkeit von Produktbauplänen ergeben sich bahnbrechende Ansätze.
Problemstellung:
Innerhalb der sogenannten Rapid-Branche, also dem Netzwerk aus Anlagenherstellern, Dienstleistern und Forschungseinrichtungen, die sich mit generativen Fertigungsverfahren auseinandersetzen, war in den 90er Jahren eine Euphorie bzgl. RM zu [...]