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Visual and geometrical properties are a major criterion for characterizing the resulting component quality. The aim of this study was to investigate the influences on visual and geometrical properties of APF components depending on process parameters. Initially the focus was on the analysis of the shrinkage behavior of ABS-M30 (Stratasys). On the basis of the results and an existing procedure by the machine manufacturer, an optimized procedure for determining the scaling factors was developed to counteract the shrinkage. With this procedure a higher dimensional accuracy of the components can be achieved. In addition, it was investigated whether an adaption of the form factor based on a mathematical model depending on the component geometry makes sense. 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One disadvantage of the APF is the long residence time of the molten material in the plasticizing unit compared to conventional injection moulding. The dosing volume is emptied very slowly due to only discharging fine plastic droplets. As a result, long residence times can be expected, which can lead to thermal degradation of the material.\r\nThe aim of this study was to develop a model for calculating the residence time of the material in the APF. The residence time of the material in the thermally critical dosing volume is predicted using software developed in-house. The accuracy of the model could be verified by experimental investigations. Finally, the thermal degradation of the material was investigated by analyzing the correlation to the mechanical properties of tensile strength specimens.\r\n","lang":"eng"}],"publication":"Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)","editor":[{"first_name":"David","last_name":"Bourell","full_name":"Bourell, David"}],"user_id":"45537","_id":"24096","page":"1268-1275","conference":{"end_date":"2021-08-04","start_date":"2021-08-02","name":"2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)","location":"Austin, Texas, USA"},"status":"public","oa":"1","citation":{"bibtex":"@inproceedings{Moritzer_Hecker_Hirsch_2021, title={Investigation and Modeling of the Residence Time Dependent Material Degradation in the Arburg Plastic Freeforming}, DOI={<a href=\"https://doi.org/10.26153/tsw/17643\">10.26153/tsw/17643</a>}, booktitle={Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)}, author={Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Hirsch, André}, editor={Bourell, David}, year={2021}, pages={1268–1275} }","ama":"Moritzer E, Hecker F, Hirsch A. 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Laser Sintering Design Guidelines for media transmitting Components. In: <i>Proceedings of the 32nd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium</i>. Vol 32. Laboratory for Freeform Fabrication and University of Texas; 2021. doi:<a href=\"http://dx.doi.org/10.26153/tsw/17548\">http://dx.doi.org/10.26153/tsw/17548</a>","mla":"Kletetzka, Ivo, et al. “Laser Sintering Design Guidelines for Media Transmitting Components.” <i>Proceedings of the 32nd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium</i>, vol. 32, Laboratory for Freeform Fabrication and University of Texas, 2021, doi:<a href=\"http://dx.doi.org/10.26153/tsw/17548\">http://dx.doi.org/10.26153/tsw/17548</a>.","short":"I. Kletetzka, C. Kummert, H.-J. 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Laser Sintering Design Guidelines for media transmitting Components. <i>Proceedings of the 32nd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium</i>, <i>32</i>. <a href=\"http://dx.doi.org/10.26153/tsw/17548\">http://dx.doi.org/10.26153/tsw/17548</a>"},"oa":"1","place":"Austin","conference":{"end_date":"2021-08-04","name":"2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium","start_date":"2021-08-02","location":"Austin"},"status":"public","volume":32,"user_id":"50769","publisher":"Laboratory for Freeform Fabrication and University of Texas","_id":"24160","abstract":[{"text":"In automotive and other fields of application media-carrying components often have complex, flow-optimized geometries and are made of plastics for reasons of weight and cost. Therefore, the laser sintering technology is predestinated to manufacture these components as it offers a very high degree of design freedom and good mechanical properties.\r\nFor industrial applications the long-term properties of the SLS material in contact with liquid media are important and were therefore investigated for PA12, PP and PA613. Hereby, different media such as motor oil or Glysantin based coolant were tested with different temperatures and immersion times of up to 26 weeks. The mechanical properties were tested after immersion and compared to injection molded samples. Furthermore, laser sintering design guidelines for media-carrying components were developed. 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(2021). <i>Untersuchung von Polymer-Dry-Blends und Bewertung ihrer Verarbeitungseigenschaften für  den Lasersinterprozess (Studienarbeit)</i>.","ieee":"R. Gawlikowicz, <i>Untersuchung von Polymer-Dry-Blends und Bewertung ihrer Verarbeitungseigenschaften für  den Lasersinterprozess (Studienarbeit)</i>. Paderborn, 2021.","chicago":"Gawlikowicz, Roland. <i>Untersuchung von Polymer-Dry-Blends und Bewertung ihrer Verarbeitungseigenschaften für  den Lasersinterprozess (Studienarbeit)</i>. Paderborn, 2021.","short":"R. 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Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist die grundlegende Analyse über die Ursache von Maßabweichungen an FDM-Probekörpern. Zur Reduzierung der auftretenden Maßabweichungen, wird eine Methode erarbeitet, die zur Bestimmung von optimierten Schwindungsfaktoren dient. Die optimierten Schwindungsfaktoren werden genutzt, um die Maßabweichungen an FDM-Bauteilen maßgeblich zu reduzieren. "}]},{"department":[{"_id":"219"},{"_id":"624"},{"_id":"367"},{"_id":"9"}],"type":"dissertation","date_created":"2021-09-21T14:01:10Z","abstract":[{"text":"Mit seiner Eignung für den Einsatz in Luftfahrzeugen stellt vor allem der Werkstoff Ultem 9085 in Verbindung mit der Verarbeitbarkeit im Fused Deposition Modeling (FDM) Prozesses ein großes Potential für die Kleinserienfertigung mittels additiver Fertigungstechnologien im Luftfahrtbereich dar. Hier bestehen aufgrund der Schichtbauweise Herausforderungen zur Optimierung der Oberflächenqualität. Des Weiteren ist das Ermüdungsverhalten von FDM-Strukturen noch unzureichend erforscht.\r\nMit dem Schwerpunkt auf dem Werkstoff Ultem 9085 sind im Rahmen dieser Dissertation zunächst Nachbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Oberflächenqualität analysiert worden. Hier konnten Oberflächenrauheiten durch den Einsatz eines chemischen Nachbehandlungsprozesses um bis zu 80 % reduziert werden. Die dabei als Nebeneffekt erzeugte Schließung der porösen Oberflächenstruktur begünstigte zudem einen anschließenden Metallisierungsprozess zur Veredelung der Oberflächenstruktur. Die Ermüdungseigenschaften fallen für FDM-Strukturen aufgrund der inneren und äußeren Kerben im Vergleich zu spritzgegossenen Substraten vergleichsweise gering aus. Durch Überfüllung der Bau-teile und gezielte Strangorientierungen kann die Lebensdauer insbesondere für seitlich und flach aufgebaute Zugprüfkörper erhöht werden. 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Weit mehr als die Hälfte aller mittelständischen Unternehmen sehen die Technologien zukünftig als etablierte Verfahren oder gar Schlüsseltechnologien im eigenen Unter-nehmen. Dass der Schritt zur industriellen Nutzung bislang allerdings nicht erfolgt ist, liegt oft am Prozess der Technologieintegration selbst. Unternehmen gelingt es nicht, die fehlende Expertise aufzubauen, die Akzeptanz gegenüber der Additiven Fertigung erfolg-reich zu stärken und die hohen Kosten zu beherrschen. Diese Problematik bestätigen neben Studien des Industriearbeitskreises Light Alliance und der National Association of Manufacturers (USA) auch der Richtungswandel der Forschungsförderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Vor diesem Hintergrund gilt es, die auftretenden Hindernisse der Technologieintegration differenziert zu betrachten und erforderliche spezifische Lösungsmethoden in einzelnen Handlungsfeldern abzuleiten. Für diese Handlungsfelder sind anschließend Vorgehensmodelle zu entwickeln, wodurch Hemmnisse wie die hohen Kosten gelöst werden sollen. Die resultierenden Modelle sind in eine Gesamtsystematik zu überführen, welche Unternehmen unter Berücksichtigung der bestehenden Unternehmensprozesse und -strukturen bei der prozessbasierten Technologieintegration der Additiven Fertigung im Unternehmen unterstützt. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird durch eine industrielle Fallstudie untermauert und validiert. 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However, inhomogeneous and hardly controllable thermal effects during manufacturing limit the build reproducibility. The present work focuses on temperatures within so-called part cakes, their time dependency and their influence on process quality. Therefore, a temperature measurement system is implemented into a commercial laser sintering machine. Based on the experimental data a model to simulate heat transfer within part cakes is set up. Individual thermal histories during processing are successfully correlated with position dependent powder ageing effects. Another focus is on the analysis of a recycling optimized material. First results of correlations between thermal histories and part properties are shown in order to provide an outlook to further research. The data and knowledge gained through this work can be used to understand thermal effects in greater depth and to increase the process quality via optimizations.","lang":"eng"}],"date_created":"2021-09-21T11:23:29Z","department":[{"_id":"150"},{"_id":"624"},{"_id":"219"}],"type":"dissertation","keyword":["Additive Manufacturing","Polymer Laser Sintering","Polymer Science"],"status":"public","publisher":"Shaker Verlag GmbH","_id":"24753","page":"178","volume":11,"user_id":"71545","supervisor":[{"id":"464","full_name":"Schmid, Hans-Joachim","first_name":"Hans-Joachim","last_name":"Schmid"}],"citation":{"chicago":"Josupeit, Stefan. <i>On the Influence of Thermal Histories within Part Cakes on the Polymer Laser Sintering Process</i>. Vol. 11. Forschungsberichte Des Direct Manufacturing Research Centers. Düren: Shaker Verlag GmbH, 2019.","short":"S. 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Die industrielle Serienproduktion mittels SLS erfordert die Qualifizierung von produktspezifischen Materialien. Kernthema dieser Arbeit ist die Verarbeitung von neuen Kunststoffen.\r\nHierzu wird eine optimierte Anlagentechnik entwickelt. Die Verarbeitung von schlecht rieselfähigen Pulvern wird durch ein innovatives Beschichtungssystem ermöglicht. Durch eine zwölf Zonen Heizungsregelung erfolgt die Pulvervorwärmung in der erforderlichen Präzision. Zudem ermöglicht ein variabler Laserspot eine Belichtung mit hoher Detailauflösung bei gleichzeitig hoher Aufbaurate.\r\nDer Energieeintrag im SLS Prozess und die Belichtung mit variablem Laserspotdurchmesser werden theoretisch betrachtet und mittels Computertomographie experimentell untersucht.\r\nAbschließend wird eine Systematik zur Identifizierung von Prozessparameter für die Verarbeitung neuer Materialien erarbeitet und exemplarisch wird das neue Material Polyamid 613 prozessiert.","lang":"ger"}],"department":[{"_id":"150"},{"_id":"624"},{"_id":"219"}],"keyword":["Additive Fertigung","Selektives Lasersintern","Kunststoff","Energieeintrag"],"type":"dissertation","date_created":"2021-09-21T11:31:26Z","status":"public","volume":15,"user_id":"71545","publisher":"Shaker Verlag GmbH","_id":"24758","page":"154","citation":{"mla":"Lohn, Johannes. <i>Zum Laserstrahlschmelzen neuer Kunststoffmaterialien</i>. 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Darauf deuten auch die Ergebnisse einer Studie des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V., der auf das Reverse Engineering als relevanteste Informationsquelle für Imitatoren verweist. Vor diesem Hintergrund gilt es, die Motivation und das Vorgehen der Imitatoren zu untersuchen und den technischen und wirtschaftlichen Potentialen der Additiven Fertigungsverfahren differenziert gegenüberzustellen. Darauf aufbauend ist ein systematisches Vorgehen zum präventiven Produktschutz durch Additive Fertigungsverfahren zu entwickeln. Die resultierende Systematik führt die Unternehmen unter Berücksichtigung des präventiven Produktschutzes schrittweise durch die Produktentstehung und unterstützt bei der Identifikation schützenswerter Funktionen sowie der Auswahl und Implementierung geeigneter additiver Schutzpotentiale. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird durch eine industrielle Fallstudie untermauert und validiert. 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Insbesondere auf Leichtbau optimierte, hochkomplexe Strukturen lassen sich hiermit wirtschaftlich fertigen. Die Bauteile müssen jedoch auch speziell auf die Verfahren angepasst sein, um sicher, fehlerfrei und kostengünstig produziert werden zu können. Mit konventionellen Konstruktionsverfahren sind solche Strukturen nur schwer erzeugbar.\r\nIm Rahmen dieser Arbeit wird daher eine Methodik zur intelligenten Optimierung von Produktgeometrien, angepasst an die additive Fertigung, entwickelt. Dies beinhaltet die automatische Erzeugung von anwendungsfallspezifisch optimierten Geometrien sowie deren Überführung in Datenstrukturen, welche in konventionellen CAD-Systemen nutzbar sind. Als grundlegendes Werkzeug wird dabei die Topologieoptimierung verwendet, welche hochaufgelöst durchgeführt und im Anschluss mit hoher Qualität geglättet und weiterverarbeitet werden muss. Hierzu wurde ein durchgängiger voxelbasierter Ansatz gefunden, der auch die Anpassung der Geometrien an die additive Fertigung erlaubt. Die Entwicklung und Funktionalität des Ansatzes wird auf Basis mehrerer Beispielbauteile gezeigt. Das Ergebnis der Optimierungen sind hochkomplexe, im Detail optimierte und an die additive Fertigung angepasste Strukturen. 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Problematisch ist dabei jedoch die geringe Erfahrung der Unternehmen mit der additiven Fertigung und ihren Besonderheiten. Ein Vergleich mit anderen Fertigungsverfahren muss dabei über eine reine Kostenkalkulation hinausgehen, um zusätzliche Potentiale und Einschränkungen abwägen zu können. Die vorliegende Arbeit gibt daher einen Überblick über die wesentlichen Einflussfaktoren Kosten, Zeit und Qualität und es wird auf dieser Basis eine Entscheidungsunterstützung entwickelt, die bei der Identifizierung vorteilhafter Einsatzmöglichkeiten für die additive Fertigung hilft. Da die additive Technologie auch signifikante Änderungen im Bereich der Supply Chain erzielen kann, liegt der Fokus des Einsatzgebietes auf der zeitkritischen Ersatzteilversorgung, betrachtet am Beispiel der Luftfahrtindustrie. In diesem Kontext ist es Ziel und Zweck der Arbeit, die oftmals isoliert betrachteten drei Bereiche Kosten, Zeit und Qualität zu einem ganzheitlichen Vergleich zu kombinieren. Die entwickelte Entscheidungsunterstützung ist dabei auf Basis einer funktionserweiterten Tabellenkalkulation als Demonstrator umgesetzt worden.","lang":"ger"}],"date_created":"2021-09-21T11:39:07Z","type":"dissertation","department":[{"_id":"144"},{"_id":"219"},{"_id":"624"}]},{"place":"Frankfurt","date_created":"2021-09-17T09:31:20Z","department":[{"_id":"150"},{"_id":"219"},{"_id":"624"}],"type":"report","citation":{"mla":"Menge, Dennis, et al. <i>FVA-Nr. 813 I - Generative Verfahren zur Herstellung von Polymerbauteilen</i>. 2019.","ama":"Menge D, Walter R, Schmid H-J, Breuer UP. <i>FVA-Nr. 813 I - Generative Verfahren zur Herstellung von Polymerbauteilen</i>. 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