Roland Lachmayer – författare

The book consists of a collection of papers from a corresponding conference regarding additive manufacturing. The yearly conference used to be held in German under the title "Konstruktion für die Additive Fertigung" and is held in English since last year. 

The topics are

Das vorliegende Buch zeigt einen Überblick über das breite Anwendungsfeld des Additive Manufacturing, mit dem Fokus auf den industriellen Einsatz unterschiedlicher Technologien. Nach der Beschreibung eines allgemeinen Grundverständnisses und der Einschätzung zur Nutzung von Additive Manufacturing Verfahren in der Produktentwicklung werden verschiedene Technologien hinsichtlich von Nachhaltigkeits-, Individualisierungs-, Qualifizierungs- und Gestaltungsaspekten analysiert. Dabei liegt der Fokus stets auf der Betrachtung  der gesamten Prozesskette, vom Pre-Prozess über den In- und Post-Prozess bis hin zur Anwendung. Die abschließende Betrachtung von Sicherheitsmerkmalen des Additive Manufacturing resultiert in der Einschätzung zukünftiger Entwicklungen im Bereich des Additive Manufacturing.

Dieses Buch zeigt Untersuchungen verschiedener Additive Manufacturing Technologien für den industriellen Einsatz. Aus Sicht der Produktentwicklung werden Aspekte zur Beeinflussung der Wertschöpfungskette, technische und wirtschaftliche Einflussfaktoren für die industrielle Anwendung sowie Konfektionierungs- und Nachbearbeitungsprozesse zur Verbesserung der Bauteilqualität spezifiziert. Zur Evaluation der Einsatzpotentiale werden weiterhin Methoden und Werkzeuge für die Bauteilgestaltung sowie zur Prozessanalyse und -optimierung dargestellt. 

Die Realisierung geänderter Gestaltungsziele, wie beispielsweise die Herstellung von Ultra-Leichtbau-Komponenten, wird ferner durch den Einsatz neuer Werkstoffe analysiert. Anhand diverser Fallstudien aus Forschung und Industrie werden aktuelle Einsatzgebiete des Additive Manufacturing dargestellt sowie künftige Entwicklungen für den Praxiseinsatz beschrieben.

Bei der additiven Fertigung wird anders als bei konventionellen Verfahren ein Bauteil nicht aus einem Block herausgefräst oder in einem Werkzeug gegossen, sondern es wird Schicht für Schicht generiert. Dieses Buch stellt eine Vielzahl verschiedener Aspekte der additiven Fertigung vor und erläutert anhand von Praxisbeispielen die Anwendungen und die Potenziale der Verfahren für eine Serienfertigung: Wo und wie kann die additive Fertigung erfolgreich eingesetzt werden?

Die Autoren zeigen vor dem Hintergrund eines ganzheitlichen Entwicklungs- und Fertigungsprozesses mögliche Geschäftsmodelle auf, unter anderem die Fertigung in Microfactories. Leser erfahren, wie sich die Fertigungszeit und -kosten vorhersagen lassen, wie zuverlässig additiv gefertigte Strukturbauteile sind und inwieweit additive Fertigungsverfahren für die Herstellung von Endprodukten geeignet sind.

Ferner diskutieren die Autoren, wie Pre- und Post-Prozesse genutzt werden können, um Serienanwendungen zu etablieren und diese iterativ zu verbessern. Neben den Möglichkeiten zur Qualitätssicherung bei der additiven Serienfertigung wird erläutert, wann es sinnvoll sein kann, konventionelle Fertigungsverfahren durch hybride Ansätze zu ergänzen. Die additive Instandsetzung als Alternative zum Entsorgen von verschlissenen Bauteilen wird ebenfalls erörtert. Im Hinblick auf eine Effizienzsteigerung diskutieren die Autoren Sicherheitsaspekte und legen Lösungsansätze bei Problemen im Umgang mit der additiven Serienfertigung dar.

Die Additive Fertigung hat seit Jahren Ihren Status als Technologie zum Rapid Prototyping überwunden und Einzug in die Serienfertigung von Bauteilen, Werkzeugen und Ersatzteilen gehalten. Diese disruptiv veränderte Perspektive auf die Technologien der Additiven Fertigung führt zu Herausforderungen für Material- und Prozessentwicklung, aber vor allem zu Chancen für völlig neue Lösungen in der Konstruktion, durch z. B. bionische Formgebung, integrierte Effekte und gradierte Materialien.

Das vorliegende Buch beschreibt nach einer Einführung in die Grundlagen der additiven Fertigung Spezifikationen von Bauteilen und Prozessen, Methoden zur Abschätzung der  Bauteileignung und Anwendungen der additiven Fertigung sowie zur Entwicklung von Konzepten und Entwürfen. Weiter werden die Konstruktion von Bauteilen, deren Gestaltung zur Sicherstellung funktionaler Anforderungen und der Herstellbarkeit sowie Methoden und Werkzeuge zur Bauteiloptimierung dargestellt. Daraus abgeleitet werden Maßnahmen zur Sicherstellung von Qualitätsaspekten charakterisiert. Weiterhin werden die Integration von additiven Fertigungsverfahren in bestehende Prozesse und die Wertschöpfungsketten bzw. Geschäftsmodelle der additiven Fertigung diskutiert. Die Inhalte werden im Buch ganzheitlich im Sinne von Entwicklungsprozessen der Produktentstehung miteinander verknüpft. Abschließend wird der Frage nachgegangen, wie und wann sich die additive Fertigung unter Nachhaltigkeitsaspekten lohnt. Ergänzend zur ersten Auflage werden die Themenaspekte Bauteilauswahl, Prozesskettengestaltung und die Validierung sowie die Qualitätskontrolle detaillierter vorgestellt. Des Weiteren wurden weite Teile des Buchs aktualisiert, um der dynamischen Entwicklung der additiven Fertigung gerecht werden zu können. Ergänzt wird das Buch durch ein Glossar sowie Konstruktionskataloge der additiven Fertigungsverfahren und Gestaltungsregeln der additiven Fertigung im Anhang

Although additive manufacturing is a relatively young discipline, the effects that can be achieved with the various additive technologies in terms of efficient product and manufacturing process optimization are of outstanding importance. These processes offer innovative and versatile opportunities for accelerated product design and advanced design and manufacturing process optimization. In addition, the use of nature-based technologies also makes it possible to manufacture components with extreme complexity and internal structures that were very difficult or impossible to produce using conventional methods. Lightweight design and energy savings, also in the product life cycle, can thus be realized with the same stability and load-bearing capacity. This book describes how the potential of additive manufacturing can be used specifically in product development to design highly efficient products. For this purpose, the contents are linked holistically in the sense of development processes of product creation.

Additive Manufacturing processes are already being used successfully in wide-ranging areas such as the automotive industry, mechanical and plant engineering and medical technology. Due to high flexibility, targeted variation of the machine parameters and the often contactless production, there is a considerable added value compared to conventional processes. A decisive factor in the process chain of additive manufacturing is the design. Components can be newly or differently designed and optimized, for example, with regard to their topology or the integration of functions and effects. For an evaluation of suitability, potentials and requirements must be specified, geometries must be designed and components must be simulated and validated. In addition, a close link between internal company processes, business models and the design are necessary.