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Fachbuch: Additive Manufacturing

Das Buch „Additive Manufacturing“ ist in neun logisch verknüpfte Hauptkapitel unterteilt und ist zusätzlich als e-book erhältlich. Neben Kapitel 1, das allgemeine Wortdefinitionen beinhaltet, sind in jedem weiteren Kapitel Wortklärungen von Begriffen der entsprechenden Kapitel zu finden.

In Kapitel 2 werden zunächst die Merkmale der generativen Fertigungsverfahren vom CAD-Modell und der Wahl der Software bis hin zu möglichen Fehlern im STL-File, dargestellt. In der zweiten Hälfte des Kapitels beschreiben die Autoren die verschiedenen Prozesse zur Generierung von 3D-Bauteilen mit ihren Vor- und Nachteilen sowie die jeweilige notwendige Rohstoffausgangsform.

Kapitel 3, das über 100 Seiten umfasst, behandelt die Geräte für das Rapid Prototyping. Hier werden ebenfalls die Unterschiede zwischen Direct Tooling und Direct Manufacturing erläutert. Zu Beginn geben die Autoren allerdings einen gut strukturierten Überblick über die folgenden generativen Verfahrensfamilien: Polymerisation, Sintern/Schmelzen, Schicht-Laminat-Verfahren, Extrusionsverfahren, 3D-Drucken und Aerosoldrucken. Die Autoren beschreiben jedes Verfahren detailliert von der Historie bzw. der Entstehung bis hin zu möglichen Nachbearbeitungsschritten der entstehenden dreidimensionalen Strukturen. Die Erläuterungen werden durch zahlreiche Bilder und Schemen unterstützt und dienen einer guten Verständlichkeit. Am Ende des Kapitels folgt eine Beurteilung der Verfahren beispielsweise bezüglich der Genauigkeit, des Konstruktionsprozesses, aber auch bezüglich des Einflusses des Bedieners sowie der Oberflächenbeschaffenheit und -qualität.

Das vierte Kapitel widmet sich vollständig dem Rapid Prototyping. Zunächst folgt eine Differenzierung und Einordnung des Begriffs, bevor im zweiten Unterkapitel auf strategische Aspekte beim Einsatz von Prototypen eingegangen wird. Nach diesem Exkurs folgen mehr als 20 Beispiele, die den Einsatz zeigen. Beispiele aus unterschiedlichen Feldern wie aus der Medizin, der Kunst, der Archäologie aber auch der Architektur geben Einblicke von Anwendungsmöglichkeiten.

Kapitel 5 handelt vom Rapid Tooling, das im Gegensatz zu Rapid Prototyping die Herstellung von Werkzeugen und Werkzeugeinsätzen, Lehren und Formen mittels generativer Verfahren beschreibt. Die Autoren unterscheiden dabei direkte und indirekte Verfahren und erläutern die Differenzierung logisch und nachvollziehbar. Bilder und Skizzen dienen hier erneut der Verständlichkeit.

Das folgende Kapitel behandelt das Direct Manufacturing, das eine Untergruppe des Rapid Manufacturing darstellt und die direkte Herstellung von Endprodukten bedeutet. In dem Kapitel werden Potenziale sowie Anforderungen an die generative Fertigung von Endprodukten aufgezeigt. Dieses Kapitel beinhaltet zudem erneut eine Beschreibung verschiedener einsetzbarer Materialien in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verfahren.

Nach Kapitel 6, das auch isoliert gelesen und verstanden werden kann, folgen in Kapitel 7 Sicherheitsvorschriften und Erläuterungen zum Umweltschutz. Im Normalfall, so schreiben die Autoren, werden alle Sicherheits- und Umweltauflagen durch die Beachtung aller betroffenen Rechtsgebiete eingehalten, die in der Regel vom Hersteller installiert werden. Jedoch sind die Autoren der Meinung, dass generative Verfahren aus vielen unterschiedlichen Bauprinzipien bestehen und viele verschiedene Materialien, Lacke und Lösungsmittel beinhalten, sodass eine Auseinandersetzung mit dieser Problematik unumgänglich ist und das Verfassen einschlägiger Regelwerke mit sich ziehen wird. Das achte Kapitel befasst sich mit ökonomischen Aspekten der generativen Verfahren in der Produktentwicklung und gibt strategische und operative Ansätze, die beachtet werden müssen.

Das letzte Kapitel beschreibt die Zukunft und mögliche Entwicklungen der generativen Verfahren. Da das Buch 2016 veröffentlicht wurde, bestehen die beschriebenen Zukunftstechnologien aus neuen oder noch in der Entwicklung stehenden hochinteressanten Möglichkeiten, um generative Verfahren einzusetzen. Die Autoren beschreiben Technologien, die es erlauben, dreidimensionale Mikrostrukturen herzustellen, Technologien, mit denen Strukturen wie Häuser gedruckt werden können, genauso wie Prozesse, die ein freies Drucken in den Raum beispielsweise mit einem Roboter realisieren können. Im Anhang befinden sich gut recherchierte Informationen zu den einzelnen Maschinen, den verschiedenen Softwares, den Materialien sowie den entsprechenden Herstellern.

Dieses Buch ist „DAS“ grundlegende Standardwerk für alle generativen Verfahren. Jeder, der sich mit diesen Themen auseinandersetzt, sei er Fertigungstechniker, Produktentwickler, Studierender oder „alter Hase“, muss dies oder das deutschsprachige Pendant in Griffweite stehen haben.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Bonten und Linda Goebel, M.Sc.

(aus Kunststoffe 1/2017)

Weitere Informationen.

Additive Manufacturing
Andreas Gebhardt, Jan-Steffen Hötter
3D Printing for Prototyping and Manufacturing
Carl Hanser Verlag
München 2016
211 Seiten
179,99 EUR
ISBN 978-1-56990-582-1


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