VDI 3405 Blatt 3.4:2019-07 - Entwurf

Die additiven Fertigungsverfahren - neben den etablierten Verfahren nach DIN 8580 eine weitere Fertigungsoption - haben das Potenzial, Herstellzeit und -kosten eines Bauteils zu reduzieren und dabei dessen Funktionalität zu erhöhen. Jedes Fertigungsverfahren hat seine spezifischen Stärken und Schwächen. Bei den konventionellen Fertigungsverfahren sind diese bekannt und werden bei der Konstruktion und bei der Auswahl des Fertigungsverfahrens angemessen berücksichtigt. Bei den additiven Fertigungsverfahren fehlt den Konstrukteuren dieser Erfahrungsschatz bislang noch weitgehend. Die Richtlinie gibt Konstrukteuren und Fertigungsplanern eine Arbeitsgrundlage an die Hand, mit der sie die auf Materialextrusion basierenden additiven Fertigungsverfahren, wie das Fused Layer Modelling (FLM), bei der Auswahl eines geeigneten Produktionsverfahrens für eine gegebene Aufgabenstellung qualifiziert berücksichtigen können. Die Richtlinie bietet eine Hilfestellung, die Potenziale der hohen Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigungsverfahren auszuschöpfen.

Konkrete Empfehlungen für die Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen mittels Materialextrusionsverfahren

Additive Fertigungsverfahren ermöglichen Bauteilformen, die ohne sie nicht realisierbar wären. Die Beschränkungen, denen die Bauteilformung bei anderen Verfahren unterliegt, gelten für die additiven Fertigungsverfahren in mancher Hinsicht nicht. Zudem weist diese Herstellungsmethode geringere Herstellzeiten und Produktionskosten auf. Damit ist die additive Fertigung für viele Konstrukteure eigentlich hochinteressant. Doch oftmals fehlt es an Know-how, um einschätzen zu können, ob additive Fertigungsverfahren im jeweiligen Fall in Frage kommen. Die Hinweise der VDI-Richtlinien 3405 Blatt 3 bieten Planern und Konstrukteuren das nötige Wissen, um diese Verfahren in die Auswahl mit einbeziehen zu können. Damit erweitert sich die Palette der Möglichkeiten, zu denen beispielsweise das Trennen, das Fügen und die urformenden Verfahren gehören, um eine weitere Option.

Anwendungsbereich

Anwendungsbereich der VDI-Richtlinie 3405 Blatt 3.4 sind die Konstruktionsempfehlungen für Materialextrusionsverfahren.

Die Materialextrusion bezeichnet das Herauspressen einer Masse aus einer formgebenden Öffnung gemäß DIN EN ISO/ASTM 52900. Bei den in VDI-Richtlinie 3405 Blatt 3.4 behandelten Massen handelt es sich um thermoplastische Kunststoffe.

Es werden verschiedene Verfahren zur Gestaltung von thermoplastischen Kunststoffen mittels Materialextrusion vorgestellt: das kontinuierliche Extrusionsverfahren Fused Layer Modelling (FLM, Begriff aus VDI 3405), und nicht kontinuierliche Verfahren.

Die Richtlinie gibt einen Überblick über verfügbare Materialien und deren Eigenschaften, sowie über geometrische Toleranzen (Maß-, Form- und Oberflächenabweichungen).

Die Gestaltungsempfehlungen beinhalten Bohrungsdurchmesser, Wandstärken, Dickensprünge, Überhänge, Spaltmaße und weitere Parameter.

Aus dem Inhalt

• Anwendungsbereich
• Normative Verweise
• Begriffe
• Formelzeichen
• Grundlagen von Materialextrusionsverfahren
• Werkstofftechnische Hinweise für die Konstruktion
• Gestaltungsempfehlungen
• Geometrische Toleranzen und Genauigkeit
• Verfahrensspezifische Folgeprozesse

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