Green Part Properties as Design Driver for “First Time Right” within sinter-based Additive Manufacturing introduced on the examples of Cold Metal Fusion and Metal FFF

Abstract

In diesem Artikel werden Merkmale von Bauteilen untersucht, die mit den
Verfahren Cold Metal Fusion (CMF) und Metal Fused Filament Fabrication (MFFF) hergestellt
werden. Beide Prozesse sind Verfahren der sinterbasierten Additiven Fertigung (SBAM). Die
Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen sind ein Beitrag zur Bauteilgestaltung im Sinne
des „First Time Right“. Die durch das Eigengewicht der Bauteile induzierten Spannungen werden
analysiert und als Konstruktionsfaktor interpretiert. Die Unterschiede im Versagensverhalten von
Bauteilen beider Technologien werden aufgezeigt und im Zusammenhang mit der
Bauteilgestaltung diskutiert. Neben der Möglichkeit, konventionell ausgelegte SBAM-Bauteile zu
bewerten, zeigen die Ergebnisse auch Potenziale für die automatisierte Bauteilgestaltung auf. Es
wird ein Lastfall zur Auslegung von Bauteilen erarbeitet, der die Anforderungen des Entbinderns
und Sinterns berücksichtigt. Die Erkenntnisse werden in einer Fallstudie umgesetzt, in der ein
bestehendes Bauteil mittels Topologieoptimierung ein Redesign erhält.