Weiterbildung: Additive Fertigung (3D-Druck)

Additive Fertigungsverfahren (3D-Druck) gewinnen zunehmend an Bedeutung. Während diese Technologie zunächst der Herstellung von Prototypen und Modellen diente, halten additive Fertigungsverfahren inzwischen auch Einzug in die Serienfertigung. In verschiedenen Bereichen des Maschinenbaus, der Medizintechnik oder der Flugzeugindustrie haben sich additive Fertigungsverfahren für die Produktentwicklung und die Produktion bereits etabliert.

Der Weiterbildungskurs (WBK) Additive Fertigung (3D-Druck) vermittelt die verschiedenen additiven Fertigungsverfahren und die korrespondierenden Prozesse zur Vor- und Nachbereitung von diversen Anwendungen und vertieft diese in praktischen Übungen. Darüber hinaus zeigt er die Vorteile gegenüber der konventionellen Fertigung wie auch die Grenzen der additiven Fertigung auf.

Die Absolvierenden

• verstehen das Prinzip der additiven Fertigungskette (vom CAD bis zum additiv gefertigten Bauteil) sowie die unterschiedlichen industriell umgesetzten additiven Fertigungsverfahren (3D-Druckverfahren)
• lernen die Möglichkeiten und Grenzen der additiven Fertigung sowie die zum Einsatz kommenden Materialien kennen
• verstehen die für die additive Fertigung notwendige digitale Datenvorbereitung und können diese anwenden
• können die Konstruktionsempfehlungen für additive Fertigung anwenden und aus dem CAD die additive Fertigung (3D-Druck) einleiten
• können die additiv gefertigten Bauteile hinsichtlich qualitativer Merkmale bewerten und kennen die gängigen Nachbearbeitungsverfahren.

Seminar/Unterricht

Der WBK Additive Fertigung (3D-Druck) wird berufsbegleitend absolviert und umfasst 9 Halbtage zu je 4 Lektionen, insgesamt 36 Lektionen.

Der Unterricht findet jeweils am Donnerstag von 14:00-17:30 Uhr statt

Methodik

Das Ausbildungsprogramm umfasst verschiedene Aktivitäten wie Vorlesungen, praxisorientierte Übungen und Fallbeispiele, Gruppenarbeiten, Arbeiten an der Maschine sowie Selbststudium.

Inhalt

Modul 1: Additive Fertigungsprozesse und Maschinen

Die Teilnehmer

• verstehen das Prinzip der additiven Fertigungskette (vom CAD bis zum additive gefertigten Bauteil) sowie die Maschinen und deren Komponenten
• kennen die unterschiedlichen industriell umgesetzten additiven Fertigungsverfahren z.B. Stereolithographie (SL), Fused Deposition Modeling (FDM) und Selektive Laser Melting (SLM)
• können die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren in deren Anwendung gegeneinander abwägen
• können additive Verfahren in industriellen technischen Anwendungen gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren abgrenzen (wirtschaftlich, ökologisch)
• können die Perspektiven der additiven Fertigung und die Potenziale beurteilen
  Inhalte

1.1 Additive Fertigung (3D-Drucken) in Gesellschaft und Industrie

• Beispiele aus verschiedenen Bereichen (Privatnutzung, Kunst/Schmuck, Architektur, Life Science [Medizin, Biologie, Food etc.])
• Beispiele aus Maschinenbau/Technik 

1.2 Vorstellung der wichtigsten additiven Verfahren, Maschinen und Anwendungen (Prinzip, Vorteile, Nachteile, Nachbearbeitung/Beschichtung)  

• Stereolithographie (SL) inkl. DEMO
• 3D-Print-Verfahren
• Extrudierende Verfahren (z.B. Fused Deposition Modeling (FDM) inkl. DEMO)
• Laminierende Verfahren
• Strahl-basierte Verfahren (z.B. Selective Laser Melting (SLM) inkl. DEMO)
• Sonderverfahren /Kombinationen

1.3 Ökonomische und ökologische Aspekte: additiv vs. konventionell Energieverbrauch

• Materialverbrauch
• Abfallprodukte
• Fertigungskosten

Modul 2: Materialien und Bauteilprüfung in der additiven Fertigung

Die Teilnehmer

• kennen die wichtigsten Materialen und deren Eigenschaften für die additive Fertigung
• kennen die notwendigen Nachbehandlungs- bzw. Nachbearbeitungsverfahren
• verstehen die Prozesse und Verfahren, die für eine qualitative Beurteilung der Bauteile notwendig sind
• kennen die gängigen Nachbearbeitungsverfahren
• kennen die Anwendungen der Hybrid-Konstruktion und Fertigung

2.1 Materialien

• für den Maschinenbau bzw. die Produktentwicklung (Kunststoff, Metall, Keramik, Komposite etc.)
• Herstellung der Grundmaterialien (Pulver, Draht, Photopolymer, etc.)
• Materialeigenschaften nach der additiven Fertigung

2.2. Bauteilprüfung oder Charakterisierung

• Oberfläche, Volumen, mechanische Prüfverfahren

2.3. Verfahren zur Nachbehandlung

• NC-Fertigung
• Strahlen (Sand, Keramik, Trowalisieren etc.)
• Wärmebehandlung
• Beschichten
• Hybridfertigung

Modul 3: Konstruktion und Gestaltung

Die Teilnehmer

• verstehen die für die additive Fertigung notwendige digitale Datenvorbereitung und können diese anwenden (Reverse Engineering, CAD-Schnittstellen, Geometriemodell, Slicen etc.)
• können die Konstruktionsempfehlungen für additive Fertigung anwenden
• kennen die Anwendungen der Hybrid-Konstruktion und Fertigung
  Inhalte

3.1 Vorbereitungen, Voraussetzungen und Grundlagen der Additiven Fertigung

• Reverse Engineering vom Modell/Muster zu CAD-Daten (Praxisteil)
• CAD, Geometriemodell (Triangulation) (Praxisteile)
• Schichtmodellierung (Slicen), Formate: STL etc.

3.2 Additiv fertigungsgerechte Konstruktion/Produktentwicklung (Konstruktionsempfehlungen)

• Einfluss der Aufbaurichtung auf die Festigkeit
• Einschränkungen in der Konstruktion
• Ausgewählte Gestaltungsrichtlinien
• Spezielle Konstruktionselemente
• etc.

Modul 4: Additive Fertigung in der Praxis

Die Teilnehmer

• können aus dem CAD einen 3D-Druck-Job (FDM) bearbeiten, am Drucker ausführen und nachbearbeiten (Laborübung)
• können aus dem CAD einen SLM Job bearbeiten, so dass dieser auf der SLM Maschine ausgeführt werden kann (Laborübung)
• können die fertigen Bauteil aus FDM, SL und SLM hinsichtlich qualitativer Merkmale bewerten

4.1 FDM Drucker

• Bauteilkonstruktion und Vorbereitung für die FDM-Fertigung
• Arbeiten am FDM-Drucker
• Bewertung der Arbeitsergebnisse

4.2 SLM Maschine (Selektives Laserschmelzen)

• Bauteilkonstruktion und Vorbereitung für die SLM-Fertigung
• Arbeiten an der SLM Maschine
• Bewertung der Arbeitsergebnisse

4.3 SL Maschine (Stereolithographie)

• Bauteilkonstruktion und Vorbereitung für die SL-Fertigung
• Arbeiten an der SL Maschine
• Bewertung der Arbeitsergebnisse