@book{22032, abstract = {{The Arburg Plastic Freeforming (APF) is an additive manufacturing process which allows the production of three-dimensional thermoplastic components in layers. The components are produced by depositing fine, molten plastic droplets. The main advantage of the APF is the open-parameter control of the associated machine system. Thus, the process parameters can be optimized for individual applications. A special and new application of the APF is the production of interconnecting porous structures. As this is a novel approach with this manufacturing process, the general producibility and reproducibility must first be proven. Therefore, the relevant process parameters with an influence on the open-pored structures are identified. The volume of the individual plastic droplets, the distance between the droplets and the layer thickness are the three decisive influencing factors. With the use of analysis methods, the free spaces created in the structure are described by a uniformly constructed, interconnected pore structure. This means that the pores are interconnected in three dimensions. Reproducibility is evaluated by repeated production and thru the changed conditions during the manufacturing process. In addition, the multiplication and a change of geometry are evaluated in such a way that there is no influence on the pore size. Irregularities when depositing the first layer are caused by unevenness of the building platform. A suitable test arrangement is set up to determine the liquid permeability. A characteristic value is determined to describe the permeability to liquids.}}, author = {{Moritzer, Elmar and Hirsch, André and Dalmer, C.}}, isbn = {{978-3-030-54333-4}}, pages = {{112--129}}, publisher = {{Springer}}, title = {{{Investigation of Plastic Freeformed, Open-Pored Structures with Regard to Producibility, Reproducibility and Liquid Permeability}}}, doi = {{10.1007/978-3-030-54334-1}}, year = {{2021}}, } @article{24162, author = {{Moritzer, Elmar and Wächter, Julian and Elsner, Christian Lennart}}, journal = {{Macromolecular Symposia}}, number = {{1}}, publisher = {{Wiley}}, title = {{{Investigation of Specific FDM Process Parameters to Optimize the Polymer Discharge of Carbon Fiber Reinforced PEEK}}}, doi = {{10.1002/masy.202000269}}, volume = {{395}}, year = {{2021}}, } @article{24681, author = {{Moritzer, Elmar and Schumacher, Christian}}, issn = {{1022-1360}}, journal = {{Macromolecular Symposia}}, number = {{1}}, title = {{{Stainless Steel Parts Produced by Fused Deposition Modeling and a Sintering Process Compared to Components Manufactured in Selective Laser Melting}}}, doi = {{10.1002/masy.202000275}}, volume = {{395}}, year = {{2021}}, } @inproceedings{24554, author = {{Moritzer, Elmar and Elsner, Christian Lennart and Wächter, Julian and Knoop, Frederick}}, booktitle = {{79th Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers (ANTEC)}}, title = {{{Investigation and Realization of Watertight FDM Structures Made of Ultem 9085 in Pressurized Systems}}}, year = {{2021}}, } @article{24555, author = {{Moritzer, Elmar and Elsner, Christian Lennart and Schumacher, Christian}}, issn = {{0272-8397}}, journal = {{Polymer Composites}}, number = {{11}}, pages = {{6065--6079}}, title = {{{Investigation of Metal‐Polymer Composites Manufactured by Fused Deposition Modeling with Regard to Process Parameters}}}, doi = {{10.1002/pc.26285}}, volume = {{42}}, year = {{2021}}, } @inproceedings{24101, abstract = {{Arburg Plastic Freeforming (APF) is an additive manufacturing process with which three-dimensional, thermoplastic components can be produced layer by layer. 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. The results were transferred into manufacturing guidelines, which allow the user of the APF-technology to optimize process parameters more efficiently.}}, author = {{Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Elsner, Christian Lennart and Hirsch, André}}, booktitle = {{Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)}}, editor = {{Bourell, David}}, location = {{Austin, Texas, USA}}, pages = {{467--474}}, title = {{{Investigations for the Optimization of Visual and Geometrical Properties of Arburg Plastic Freeforming Components}}}, doi = {{10.26153/tsw/17567}}, year = {{2021}}, } @inproceedings{24099, abstract = {{The additive manufacturing process Fused Deposition Modeling (FDM) is established in the industry for many years. A new, similar process to FDM is the Arburg Plastic Freeforming (APF). The main differences between both processes are the form of the starting material (FDM: Filaments, APF: Conventional granulate) and the material deposition during the layer formation (FDM: Melt strand, APF: fine molten droplets). Since the two processes can be used in similar applications, the aim of this study is to compare both processes in a holistic way. Furthermore, the advantages and disadvantages of the processes are to be highlighted. The systematic comparison between a Stratasys 400mc and the Freeformer 200-3X is divided into the areas of component properties, design limitations and economic efficiency. The material ABS-M30 (Stratasys) is used in both processes. The results show comparable component properties regarding mechanical and optical properties but also differences in design limitations and cost efficiency. }}, author = {{Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Driediger, Christine and Hirsch, André}}, booktitle = {{Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)}}, editor = {{Bourell, David}}, location = {{Austin, Texas, USA}}, pages = {{575--584}}, title = {{{Comparison of Component Properties and Economic Efficiency of the Arburg Plastic Freeforming and Fused Deposition Modeling}}}, doi = {{10.26153/tsw/17577}}, year = {{2021}}, } @inproceedings{24096, abstract = {{The Arburg Plastic Freeforming (APF) is an additive manufacturing process with which three-dimensional, thermoplastic components can be produced layer by layer. 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. The 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. }}, author = {{Moritzer, Elmar and Hecker, Felix and Hirsch, André}}, booktitle = {{Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF Symp 2021)}}, editor = {{Bourell, David}}, location = {{Austin, Texas, USA}}, pages = {{1268--1275}}, title = {{{Investigation and Modeling of the Residence Time Dependent Material Degradation in the Arburg Plastic Freeforming}}}, doi = {{10.26153/tsw/17643}}, year = {{2021}}, } @inproceedings{24160, abstract = {{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. For 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. These guidelines for instance include the minimum wall thickness to ensure media tightness and the removal of powder from channels with a high length to diameter ratio.}}, author = {{Kletetzka, Ivo and Kummert, Christina and Schmid, Hans-Joachim}}, booktitle = {{Proceedings of the 32nd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium}}, location = {{Austin}}, publisher = {{Laboratory for Freeform Fabrication and University of Texas}}, title = {{{Laser Sintering Design Guidelines for media transmitting Components}}}, doi = {{http://dx.doi.org/10.26153/tsw/17548}}, volume = {{32}}, year = {{2021}}, } @inproceedings{36845, author = {{Kruse, Anne and Ott, Manuel and Risse, Lena and Koch, Rainer}}, location = {{Berlin}}, publisher = {{Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}}, title = {{{3D-Druck - Eine Technologie als Schlüssel zur Steigerung der Teilhabe}}}, doi = {{10.48447/Add-2021-016}}, year = {{2021}}, } @misc{43005, author = {{Gawlikowicz, Roland}}, title = {{{Untersuchung von Polymer-Dry-Blends und Bewertung ihrer Verarbeitungseigenschaften für den Lasersinterprozess (Studienarbeit)}}}, year = {{2021}}, } @phdthesis{24771, abstract = {{Im Rahmen dieser Arbeit wird das additive Fertigungsverfahren Fused Deposition Modeling (FDM) hinsichtlich der erzielbaren Bauteilqualität untersucht. Der Fokus liegt auf den mechanischen und geometrischen Eigenschaften für Bauteile aus ABS-M30. Hierzu erfolgt eine grundlegende Eruierung aller Einflussfaktoren auf die Bauteilqualität. Die Einflussfaktoren, die von besonderer Bedeutung sind, werden mithilfe von experimentellen Untersuchungen genauer analysiert. Ein wichtiges Merkmal im FDM-Prozess ist die Temperatur und die Luftströmung im Bauraum der Fertigungsmaschine, sodass neben der Ermittlung des Istzustandes auch eine Optimierung dieser erarbeitet wird. In den weiteren Hauptkapiteln wird neben dem Einfluss der Temperatur und Luftströmung auch der Einfluss der Strangablagestrategie untersucht. Die Strangablagestrategie kann zu einer gezielten Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von FDM-Bauteilen genutzt werden. Die Einflüsse der Strangablagestrategie auf die geometrischen Bauteileigenschaften werden in Form von Maß- und Formabweichungen ermittelt. 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. }}, author = {{Knoop, Frederick}}, isbn = {{978-3-8440-7342-3}}, pages = {{202}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Untersuchung der mechanischen und geometrischen Eigenschaften von Bauteilen hergestellt im Fused Deposition Modeling Verfahren}}}, volume = {{18}}, year = {{2020}}, } @phdthesis{24773, abstract = {{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. Mit 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. Der chemische Nachbehandlungsprozess wirkt sich durch die Reduzierung von äußeren Kerben vor allem positiv auf die mechanischen Eigenschaften von aufrecht hergestellten Strukturen aus.}}, author = {{Fischer, Matthias}}, isbn = {{978-3-8440-7281-5}}, pages = {{150}}, publisher = {{Shaker Verlag}}, title = {{{Oberflächennachbehandlung beim Fused Deposition Modeling – Analyse der Oberflächenstruktur und mechanischer Kennwerte}}}, volume = {{17}}, year = {{2020}}, } @techreport{24943, author = {{Menge, Dennis and Klippstein, Sven Helge and Schmid, Hans-Joachim}}, pages = {{130}}, title = {{{Additive Leichtbaustrukturen für die Flugzeugkabine}}}, year = {{2020}}, } @inproceedings{24478, author = {{Moritzer, Elmar and Wächter, Julian}}, location = {{Karlsruhe}}, title = {{{From filament production to material qualification for the FDM process}}}, year = {{2020}}, } @techreport{24669, author = {{Lieneke, Tobias and Künneke, Thomas and Eschner, Niclas and Jacob, Alexander and Schäfer, Martin and Hickmann, Thorsten and Faroun, Rami and Hoffmann, Markus and Scholl, Markus and Baumeister, Kai and Zimmer, Detmar and Lanza, Gisela}}, isbn = {{978-3-00-065337-7}}, title = {{{Kombination und Integration etablierter Technologien mit additiven Fertigungsverfahren}}}, year = {{2020}}, } @phdthesis{21209, abstract = {{Die additive Fertigung mittels Laser Powderbed Fusion Verfahren (L-PBF) von Metallen wird zunehmend genutzt, um Funktionsbauteile endkonturnah zu fertigen. Die in der vor-liegenden Arbeit untersuchte Parameter- und Prozessoptimierung liefert einen Beitrag zur wirtschaftlichen Nutzung des L-PBF und zeigt, dass höhere Aufbauraten bei der ganzheit-lichen Betrachtung des Prozesses realisierbar sind. Die Parameter- und Prozessoptimierung erfordert eine Untersuchung des Einflusses der Fertigungs- und Nachbearbeitungsparameter auf das erzeugte Volumen sowie auf die Mikrostruktur und die resultierenden Materialeigenschaften. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer optimierten Prozessführung mit abschließender Bewer-tung der Wirtschaftlichkeit. Mit dem entwickelten Gesamtprozess wird eine um den Faktor 1,6 höhere Aufbaurate erzielt. Des Weiteren wird die Methodik zur Erarbeitung des opti-mierten Prozessfensters beschrieben, sodass die Herangehensweise auf weitere Werk-stoffe angewendet werden kann. Die mechanischen Eigenschaften werden für den stati-schen und dynamischen Lastfall untersucht und mit der Mikrostruktur korreliert. Abschlie-ßend wird die Prozessoptimierung zur Fertigung eines Demonstrators eingesetzt und wirtschaftlich validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch das hier angewendete Vorge-hen eine Prozesszeitreduktion von 22,5% und eine Kostenreduktion von 11% realisiert werden kann.}}, author = {{Ahlers, Dominik}}, isbn = {{978-3844074246}}, keywords = {{Additive Manufacturing, SLM}}, pages = {{137}}, publisher = {{Shaker}}, title = {{{Parameter- und Prozessoptimierung für den additiven Fertigungsprozess im Pulverbett am Beispiel der Legierung Ti6Al4V }}}, volume = {{19}}, year = {{2020}}, } @inbook{18789, author = {{Nickchen, Tobias and Engels, Gregor and Lohn, Johannes}}, booktitle = {{Industrializing Additive Manufacturing}}, isbn = {{9783030543334}}, title = {{{Opportunities of 3D Machine Learning for Manufacturability Analysis and Component Recognition in the Additive Manufacturing Process Chain}}}, doi = {{10.1007/978-3-030-54334-1_4}}, year = {{2020}}, } @inproceedings{22138, author = {{Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Woodcock, S.C. and Joy, T.D. and Neumann, J. and Vidner , J. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}}, booktitle = {{DVM-Bericht 252, Arbeitskreis: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}}, title = {{{Strukturoptimierung einer Messradkomponente zur realitätsnäheren Erfassung von Fahrzeuglastdaten und Bruchmechanische Bewertung}}}, volume = {{252}}, year = {{2020}}, } @inproceedings{22142, author = {{Brüggemann, J.P. and Risse, L. and Woodcock, S.C. and Kullmer, G. and Richard, H.A.}}, booktitle = {{DVM-Bericht 405, Arbeitskreis: Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.}}, title = {{{Einsatz von Topologieoptimierungssoftware - Der Ersatz für den Ingenieur?}}}, volume = {{405}}, year = {{2020}}, }