Direct Manufacturing Design Rules 2.0

Konstruktionsregel für die Dicke einer Wand Bild vergrößern

Konstruktionsregeln für additive Fertigungsverfahren sind bedeutend für die Akzeptanz der Technologie und besonders durch die Industrie gefordert. Ebenfalls sind Konstruktionsregeln notwendig, um die gestalterischen Freiheiten und Restriktionen Technologieanwendern und Studierenden zugänglich und verständlich zu machen. Daher hatte das Projekt Direct Manufacturing Design Rules (DMDR, 2010 - 2013) das Ziel solche Konstruktionsregeln für additive Fertigungsverfahren zu erarbeiten und einem breiten Nutzerkreis aus Wissenschaft, Industrie und Lehre bekannt zu machen.

Um dieses Ziel zu erfüllen wurde zunächst eine verfahrensunabhängige Methode zur Konstruktionsregelerarbeitung entwickelt. Basierend auf dieser Methode wurden Konstruktionsregeln für die additiven Fertigungsverfahren Lasersintern, Laserschmelzen und Fused Deposition Modeling erarbeitet. Aufgrund des gleichen methodischen Vorgehens für alle betrachteten Verfahren konnten prozessspezifische Konstruktionsregeln direkt miteinander verglichen werden. So konnten Gemeinsamkeiten zwischen den Verfahren identifiziert werden. Diese Gemeinsamkeiten erlaubten die Ableitung von vielen Konstruktionsregeln, die für die betrachteten Verfahren übergreifen gültig sind.

Betrachtete und zu betrachtende Randbedingungen für die Erweiterung des Gültigkeitsbereichs der Konstruktionsregeln Bild vergrößern

Im Projekt DMDR wurden die Maschinen Eosint P395 (Lasersintern), SLM250HL (Laserschmelzen) und Fortus 400mc (Fused Deposition Modeling) genutzt. Für jede Maschine wurde ein Material mit einem gängigen Parameterdatensatz betrachtet. So wurde beim Lasersintern das Material PA2200, beim Laserschmelzen das Material 316L und beim Fused Deposition Modeling das Material Ultem verwendet.

Bisher ist allerdings unklar, in wie weit das Material, der zugehörige Parameterdatensatz und die Maschine selbst die erarbeiteten Konstruktionsregeln beeinflussen. Daher sind die bisher erarbeiteten Konstruktionsregeln ausschließlich für die im Projekt DMDR betrachteten Randbedingungen gültig.

Generell müssen Konstruktionsregeln für additive Fertigungsverfahren für verschiedene Randbedingungen gültig sein, um für die Aus- und Weiterbildung nutzbar zu sein. Daher hat das Forschungsprojekt Direct Manufacturing Design Rules 2.0 (DMDR2.0) das Ziel, den Gültigkeitsbereich der zuvor erarbeiteten Konstruktionsregeln zu erweitern.

Dazu wird die Methode des Projektes DMDR angewandt, um die Übertragbarkeit der Konstruktionsregeln auf unterschiedliche Randbedingungen zu prüfen. Verschiedene Materialien, Parameterdatensätze und Maschinen werden dazu betrachtet.

Als Ergebnis des Projektes DMDR2.0 wird ein erweiterter Gültigkeitsbereich der erarbeiteten Konstruktionsregeln gegeben sein. Durch diesen erreichen die Erarbeiteten Konstruktionsregeln ein hohes Maß an Allgemeingültigkeit und bilden so eine fundierte Basis für die Aus- und Weiterbildung.