Systematische Erarbeitung von Konstruktionsregeln für die additiven Fertigungsverfahren Lasersintern, Laserschmelzen und Fused Deposition Modeling

Additive Fertigungsverfahren erzeugen Bauteile und Baugruppen schichtweise aus Metall- oder Kunststoffwerkstoffen. Dabei resultieren aus der werkzeuglosen Fertigung neue Freiheiten und Restriktionen für die Bauteilgestaltung. Dementsprechend werden Konstruktionsregeln benötigt, die die fertigungsgerechte Gestaltung additiv zu erzeugender Bauteile unterstützen. Solche Konstruktionsregeln sind bisher jedoch weder umfassend noch verfahrensübergreifend erarbeitet worden. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt daher eine systematische Erarbeitung von Konstruktionsregeln für Bauteile, die mit additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden sollen. Hierzu wird zunächst eine verfahrensunabhängige Methode entwickelt. Diese basiert auf geometrischen Standardelementen und identifiziert die relevanten, gestalterischen Aspekte für die Konstruktionsregelerarbeitung. Auf diese Weise leitet die Methode zu einer umfassenden und verfahrensunabhängigen Erarbeitung der Konstruktionsregeln an. Die Erarbeitung der Konstruktionsregeln selbst erfolgt im Rahmen von experimentellen Untersuchungen. Dabei werden die additiven Fertigungsverfahren Lasersintern, Laserschmelzen und Fused Deposition Modeling betrachtet. Quervergleiche zwischen den verfahrensspezifischen Untersuchungsergebnissen ermöglichen für viele gestalterische Aspekte eine Ableitung verfahrensübergreifend gültiger Konstruktionsregeln. Abschließend veranschaulicht die Gestaltung eines Bauteils die praktische Anwendung der Konstruktionsregeln.