„Mit Laser- oder Tintenstrahldruckern Dokumente oder Fotos auszudrucken ist mittlerweile alltäglich. Die dafür notwendigen Geräte sind für wenig Geld zu haben und praktisch in jedem computerisierten Haushalt zu finden. Jetzt zeichnet sich der Schritt in die dritte Dimension ab: „Drucker“, die in der Lage sind, dreidimensionale Gegenstände aus Kunststoff oder Metall zu produzieren.“
Heute ist Rapid Technologie vorwiegend in Industrieunternehmen im Einsatz, wo sie verwendet wird, um schnell und kostengünstig aus dreidimensionalen Datensätzen dreidimensionale Prototypen und Muster zu erstellen oder Kleinserien zu produzieren. In der Zukunft wird Rapid Technologie aber wohl auch in normalen Haushalten zu finden sein. „Alltagsgegenstände“ - vor allem solche aus Kunststoff – kauft man dann nicht mehr im Laden. Stattdessen lädt man sich die entsprechende dreidimensionale CAD-Datei aus dem Internet und „druckt“ sich das gewünschte Teil aus. Natürlich beschränkt sich das nicht nur auf Gebrauchsgegenstände, auch einfache Ersatzteile ließen sich auf diesem Weg schnell besorgen.“
Gerade vor dem Hintergrund immer kürzerer Produktlebenszyklen, wachsender Produktkomplexität, steigender Individualität der Produkte und kleineren Serien werden Rapid Manufacturing Verfahren in Zukunft immer mehr an Bedeutung gewinnen. Für Unternehmen aller Branchen eröffnen sich mit dieser neuen Technologie neue Möglichkeiten, da die Einsatzgebiete vielfältig sind.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitende Worte
2 Definitionen
2.1 Dreidimensional (3D)
2.2 Rapid Prototyping Technologie (RPT)
2.3 Rapid Prototyping (RP)
2.4 Rapid Tooling (RT)
2.5 Rapid Manufacturing (RM)
2.6 Fused Layer Modeling (FLM)
2.7 Fused Deposition Modeling (FDM)
2.8 Computer Aided Design (CAD)
2.9 Stereolithographie Language (STL)
3 Funktionsweise eines „3D Druckers“
4 Einsatzgebiete der Rapid Technologie in ausgesuchten Branchen
4.1 Architektur, Landschaftsplanung
4.2 Maschinenbau, Ingenieurwesen (der Automobilbranche)
4.3 Design, Modellbau
4.4 Ausbildung
4.5 Medizin
5 Abschließende Betrachtung
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die Einsatzmöglichkeiten der Rapid Technologie in verschiedenen Unternehmensbereichen und analysiert, unter welchen Voraussetzungen die Nutzung dieser Fertigungsverfahren sinnvoll ist.
- Grundlagen und Definitionen generativer Fertigungsverfahren
- Technische Funktionsweise der FDM-Technologie
- Anwendungsgebiete in Architektur, Maschinenbau, Design und Medizin
- Vorteile der internen Produktion versus externer Dienstleister
- Wirtschaftliche Kriterien für den Einsatz von Rapid Prototyping
Auszug aus dem Buch
3 Funktionsweise eines „3D Druckers“
Die Beschreibung der Funktionsweise eines „3D Druckers“ wird sich auf ein Modell beschränken, welches mit Hilfe des FDM-Verfahrens unter Verwendung von ABS Kunststoff arbeitet.
Mit einem „3D Drucker“ können recht einfach Modelle erstellt werden. Ausgehend von dreidimensionalen Objekten, die auf einem gängigen CAD-System entworfen wurden, wie zum Beispiel Catia, werden STL-Daten abgeleitet, die eine spezielle Software (z.B. Catalyst) dann direkt verarbeiten kann.
Nach dem Laden der Daten in die Verarbeitungs-Software wird das Objekt angezeigt und kann noch skaliert und gedreht werden. Sofern noch Platz auf der Bauplattform vorhanden ist, können noch weitere Objekte geladen werden. Jetzt werden automatisch die Druckdaten, beziehungsweise die Verfahrwege des Kopfes generiert und an den Drucker übertragen.
Das eigentliche Baumaterial (Modeling Material) liegt in Drahtform vor und besteht aus einem ABS-Kunststoff (Acrylnitril-Butadien-Styrol). Dieser ABS-Draht fädelt sich automatisch ein und wird über Rollen (Drive Wheels) dem Druckkopf zugeführt, dort verflüssigt (im Heater Block) und in ca. 0,25mm dicken Schichten spurweise durch eine Düse (Tip) herausgepresst. Dabei entsteht das Objekt schichtweise von unten nach oben, wobei sich die einzelnen Bahnen und Schichten durch thermische Verschmelzung verbinden. Auch die Stützkonstruktion, die beliebige Hinterschneidungen möglich macht, wird auf dieselbe Weise aufgebaut, geht allerdings mit dem eigentlichen Objekt keine Verbindung ein. Der Drucker verwendet dafür einen zweiten Kunststoff (Support Material). Damit werden Konturen, unter denen sich sonst nur Luft befinden würde, unterlegt.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitende Worte: Einführung in die Thematik der Rapid Technologie und deren wachsende Bedeutung vor dem Hintergrund kürzerer Produktlebenszyklen.
2 Definitionen: Erläuterung technischer Fachbegriffe wie 3D, Rapid Prototyping, Rapid Manufacturing, FDM und CAD zur Schaffung einer gemeinsamen Wissensbasis.
3 Funktionsweise eines „3D Druckers“: Detaillierte Darstellung des FDM-Verfahrens, von der CAD-Datenaufbereitung bis zum schichtweisen Materialauftrag mittels ABS-Kunststoff.
4 Einsatzgebiete der Rapid Technologie in ausgesuchten Branchen: Überblick über praktische Anwendungsmöglichkeiten in Architektur, Maschinenbau, Design, Ausbildung und Medizin.
5 Abschließende Betrachtung: Kritische Würdigung der wirtschaftlichen Aspekte und Entscheidungshilfen für den Einsatz von Rapid Prototyping in Unternehmen.
Schlüsselwörter
Rapid Technologie, Rapid Prototyping, Rapid Manufacturing, 3D-Druck, Fused Deposition Modeling, FDM, ABS-Kunststoff, CAD, Modellbau, Prototypen, Fertigungsverfahren, Additive Fertigung, Konstruktion, Modellentwicklung, Produktlebenszyklus
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Möglichkeiten der Rapid Technologie und ihre Bedeutung für Unternehmen bei der schnellen und kostengünstigen Erstellung von Prototypen und Modellen.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Schwerpunkte liegen auf den technologischen Grundlagen der 3D-Druckverfahren sowie deren praktischem Einsatz in spezialisierten Branchen wie der Medizin oder dem Maschinenbau.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, einen Überblick über das Potenzial der Rapid Technologie zu geben und aufzuzeigen, in welchen betriebswirtschaftlichen Szenarien sich der Einsatz dieser Technologie lohnt.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit basiert auf einer theoretischen Analyse und Definition bestehender Fertigungsverfahren sowie deren Anwendungsfeldern in der Praxis.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine fundierte Begriffsdefinition, die technische Beschreibung des FDM-Druckprozesses und eine Analyse spezifischer Einsatzgebiete in fünf verschiedenen Industriebereichen.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Rapid Prototyping, 3D-Druck, FDM-Verfahren, additive Fertigung und Prototypenentwicklung beschreiben.
Welche Bedeutung hat das FDM-Verfahren im Kontext der Arbeit?
Das FDM-Verfahren dient als konkretes technisches Beispiel, um die Funktionsweise eines 3D-Druckers und die Verarbeitung von ABS-Kunststoff verständlich zu erläutern.
Wie unterscheidet die Autorin zwischen internem Einsatz und externer Dienstleistung?
Die Autorin stellt die Wettbewerbsvorteile durch Eigenwissen der Auslagerung zu Dienstleistern gegenüber, wobei sie Punkte wie Investitionskosten, Personaleinsatz und Flexibilität bewertet.
Warum spielt die medizinische Branche eine besondere Rolle?
In der Medizin ermöglicht die Rapid Technologie die präzise Vorbereitung operativer Eingriffe durch patientenspezifische 3D-Modelle, was die Risiken für Patienten minimiert.
- Citation du texte
- Carina Gärtner (Auteur), 2011, Rapid Technologie - Neue Möglichkeiten für Unternehmen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/168182
