Untersuchung der Werkstoff-, Prozess- und Bauteileigenschaften beim Fused Deposition Modeling Verfahren

In dieser Arbeit wurde ein Prozessverständnis für das FDM-Verfahren hinsichtlich der Verarbeitung des Materials Ultem*9085 aufgebaut. Es wurde der Einfluss des Materials, des Prozesses und der Maschine auf die resultierende Bauteilqualität untersucht. Die Materialqualität unterschiedlicher Chargen zeigt, dass Feuchtigkeit im Material die Strangablage beeinflusst. Die Analyse der Prozessparameter, die anhand der Kurzzeitfestigkeiten analysiert wurden, zeigt einen starken Einfluss der Aufbauorientierung. Mittels einer Parameteroptimierung können ferner gleiche Festigkeitswerte wie aus dem Spritzgießprozess erreicht werden. Bei der Untersuchung der Langzeitfestigkeiten wurde festgestellt, dass sich die Festigkeitswerte bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen nicht ändern. Die Untersuchung einiger Anlagenkomponenten auf die resultierende Oberflächengüte, Geometriegenauigkeit und Festigkeitseigenschaften kann den Einfluss von u. a. der Bauraum- sowie der Düsentemperaturen auf die Bauteilqualität zeigen. Zuletzt wurde die Möglichkeit einer Leichtbauanwendung anhand von Sandwich-Prüfkörpern untersucht. Hierbei beeinflussen sowohl die verfahrensunabhängige Mechanik als auch die verfahrensspezifischen Effekte die Festigkeitswerte.

Klappentext

In dieser Arbeit wurde ein Prozessverständnis für das FDM-Verfahren hinsichtlich der Verarbeitung des Materials Ultem*9085 aufgebaut. Es wurde der Einfluss des Materials, des Prozesses und der Maschine auf die resultierende Bauteilqualität untersucht. Die Materialqualität unterschiedlicher Chargen zeigt, dass Feuchtigkeit im Material die Strangablage beeinflusst. Die Analyse der Prozessparameter, die anhand der Kurzzeitfestigkeiten analysiert wurden, zeigt einen starken Einfluss der Aufbauorientierung. Mittels einer Parameteroptimierung können ferner gleiche Festigkeitswerte wie aus dem Spritzgießprozess erreicht werden. Bei der Untersuchung der Langzeitfestigkeiten wurde festgestellt, dass sich die Festigkeitswerte bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen nicht ändern. Die Untersuchung einiger Anlagenkomponenten auf die resultierende Oberflächengüte, Geometriegenauigkeit und Festigkeitseigenschaften kann den Einfluss von u. a. der Bauraum- sowie der Düsentemperaturen auf die Bauteilqualität zeigen. Zuletzt wurde die Möglichkeit einer Leichtbauanwendung anhand von Sandwich-Prüfkörpern untersucht. Hierbei beeinflussen sowohl die verfahrensunabhängige Mechanik als auch die verfahrensspezifischen Effekte die Festigkeitswerte.