Titelaufnahme

Titel
Sintern von Kunststoffpulvern - Einfluss des Laserstrahls auf die Teilequalität / vorgelegt von: Christoph Fröschl
Weitere Titel
Sintering of plastic powders - Influence of the laser beam on the part quality
AutorInnenFröschl, Christoph
GutachterUnterweger, Udo ; Geyer, Sebastian
Erschienen2017
UmfangIX, 87 Blatt
HochschulschriftWien, FH Campus Wien, Masterarb., 2017
Datum der AbgabeDezember 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Sintern / Lasersintern / Kunststoffpulver / Einfluss / Laserstrahl / Teilequalität / Belichtungsparameter / Belichtungsstrategien / Generative Fertigung / Mechanische Festigkeitsprüfung / Selektives Lasersintern / Rapid Manufacturing / Volumenenergiedichte / Zugversuch / Elastizitätsmodul / Bruchdehnung
Schlagwörter (EN)Sintering / Laser sintering / Plastic powder / Influence / Laser beam / Parts quality / Exposure parameters / Exposure strategies / Generative production / Tensile test / Selective laser sintering / Rapid Manufacturing / Volume energy density / Tensile test / Modulus of elasticity / Elongation at break
Schlagwörter (GND)Sintern / Fertigungstechnik
URNurn:nbn:at:at-fhcw:1-2409 Persistent Identifier (URN)
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Sintern von Kunststoffpulvern - Einfluss des Laserstrahls auf die Teilequalität [2.71 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den unterschiedlichen Belichtungsstrategien beim „Selektiven Lasersintern“. Die generativen Fertigungsverfahren im Besonderen das „Selektive Lasersintern“ gewinnen eine immer größere Bedeutung in der kunststoffverarbeitenden Fertigung. Neben dem wirtschaftlichen Gesichtspunkt bieten die generativen Fertigungsverfahren viele Vorteile gegenüber konventioneller Verfahren. Im Allgemeinen lassen sich hochkomplexe Bauteile direkt und mit wenig Aufwand fertigen. Bei hoch belastbaren Anforderungen stößt der SLS-Prozess immer wieder an seine Grenzen. Die Motivation für diese Arbeit besteht darin, durch definierte Parametrierungen anforderungsspezifische Bauteile für bestimmte Anwendungen fertigen zu können. Dadurch soll ein weiterer Schritt in Richtung Serienfertigung mithilfe der SLS-Technologie bewerkstelligt werden.

Im Zuge dieser Arbeit wird im ersten Kapitel der aktuelle Stand der Technik, bezogen auf generative Fertigungsverfahren, erläutert. Dabei wird ein allgemeiner Überblick über die verschiedenen generativen Fertigungsverfahren gegeben und anschließend ein vertiefter Einblick in das „Selektive Lasersintern“. In diesem detaillierteren Überblick wird unter anderem auf die Geschichte und die Entwicklung dieses Verfahrens eingegangen. Die Lasersintermaschine für die Versuchsreihen wird unter Einbeziehung aller Grundkomponenten anschaulich dargestellt. Anschließend erfolgt eine wirtschaftliche Gegenüberstellung mit vergleichbaren konventionellen Fertigungsverfahren.

Des Weiteren wird auf die Potentiale und den daraus resultierenden Chancen des SLS eingegangen. Im Gegensatz dazu werden ebenfalls die aktuellen Grenzen dieses Verfahrens aufgezeigt. Die vorliegende Arbeit greift diese Problemstellungen auf, um nach der Erlangung eines tiefgehenden Prozessverständnisses neue Parametergruppen zu definieren. Dafür ist es notwendig, die verschiedenen Belichtungsstrategien und deren Auswirkungen auf das Bauteil zu verstehen. Im Zuge dessen erfolgt eine detaillierte Beschreibung aller Einflussgrößen des Prozesses. In diesem Kapitel wird auf die Eigenschaften des Lasers und deren Auswirkungen auf die Belichtungen eingegangen. Dabei werden die möglichen Verstellbereiche der Parameter eingegrenzt und auf die Möglichkeiten der hauseigenen Lasersintermaschine umgelegt.

Auf Basis der aufgestellten Zusammenhänge werden Parametersätze für verschiedene Anwendungsfälle definiert und anschließend durch aussagekräftige Versuche mit Prüfkörpern bestätigt. Diese Versuche basieren auf der Theorie der statistischen Versuchsplanung und anschließend wird ein Einblick in deren Durchführung gegeben. Im letzten Kapitel dieser Arbeit werden die Ergebnisse dargestellt, analysiert und zusammengefasst. Außerdem wird es in Folge einen Vergleich der Ergebnisse geben und die am besten geeignetsten Parameter werden definiert. Ein Ausblick und Möglichkeiten für weitere Forschungsansätze werden im letzten Kapitel angeführt.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the different exposure strategies for selective laser sintering. The motivation for this work is to produce specific parts for different requirements by means of defined parameterisations.

In the first chapter of this work the current state of the art, related to generative production methods, will be explained. Furthermore, a general overview of the various generative manufacturing processes is provided, followed by a deeper insight into selective laser sintering. The next chapter includes an economic comparison with conventional production processes. The following chapter explains the different exposure strategies and their effects on the component. In the next step, parameter sets for various applications were defined, followed by meaningful tests with test specimens. Finally, there will be a section of statistical and experimental planning and its implementation. In the last part, this thesis evaluates the results in forms of analyses and a summary of the whole topic.

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