Untersuchung der belastungsgerechten Bahnplanung für das mehrachsige Schmelzschichtverfahren für Bauteile mit Zugspannungen

Additive Fertigungstechnologien haben sich in den letzten zehn Jahren von einer Nischenanwendung für Rapid Prototyping zu einer technologischen und wirtschaftlich bedeutenden Industrie entwickelt. Um die Produktivität dieser Technologien weiter zu steigern, wird an Methoden zur Optimierung der Prozesskette im mehrachsigen Schmelzschichtverfahren (Markenname Fused Deposition Modeling) geforscht, welches aufgrund der prozesstechnischen Freiheiten großes Potenzial in sich birgt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Methode zur belastungsgerechten Bahnplanung entwickelt mit dem Ziel, Bauteile im mehrachsigen Schmelzschichtverfahren mit höherer Belastbarkeit herzustellen. Mechanische Grundlage ist hierbei, dass gedruckte Bauteile in Richtung der Orientierung der Extrusionsraupen einer höheren Zugbeanspruchung standhalten können als in andere Belastungsrichtungen. Die entwickelte Methode ermöglicht eine belastungsgerechte Bahnplanung auf Grundlage definierter Belastungsfälle im Hinblick auf anisotropes Werkstoffverhalten. Durch diese Bahnplanungsmethode konnten bei einer mechanischen Validierung durchschnittliche Festigkeitssteigerungen von 12,5 % nachgewiesen werden.