Laser Groche VL 5

Home > Preview

The flashcards below were created by user Paddy1013 on FreezingBlue Flashcards.


  1. Wie kann die Finite Elemente Methode zur Simulation eingesetzt werden?
    • Wärmeleitungssimulation oder thermomechanisch-gekoppelte Simulation
    • Verluste beim Einkoppeln experimentell bestimmt und nur tatsächlich eingekoppelte Leistung berücksichtigt
    • Hauptproblem: Simulation der bewegten Wärmequelle
  2. Was sind die Ziele der Finiten Elemente Methode bei Laserprozessen (3)?
    • Bestimmung optimaler Prozessparameter
    • Ermittlungen von Temperaturverteilungen im Bauteil
    • Ermittlung von Werkstoff- und Bauteileigenschaften nach dem Prozess
  3. Wie können Rapid-Prototyping-Verfahren eingeteilt werden (2)?
    • lasergestützt
    • nicht lasergestützt
  4. Beschreibe die Abläufe eines typischen Rapid-Prototyping-Prozesses!
    • 3-D-CAD-Modell konstruier
    • CAD-Datei wird in das STL-Format exportier
    • Platzieren: Die Lage des Modells im Bauraum wird festgelegt
    • Stützen: Stützkonstruktionen und Unterbau werden festgelegt
    • Slicen: Die einzelnen Schichten werden berechnet
    • Schichtdaten werden zusammen mit verfahrensspezifischen Parametern zur Rapid-Prototyping-Anlage übertragen
    • Modellbauprozess
  5. Was ist allen Rapid-Prototyping-Verfahren in Bezug auf die Prototypenerstellung gemein?
    der schichtweise Aufbau dreidimensionaler Modelle
  6. Welche Rapid-Prototyping-Verfahren kennst du (7)?
    • Stereolithographie
    • Multi-material Stereolithographie
    • Laminated Object Manufactoring (LOM)
    • Selektives Laser Sintern
    • Selective Laser Melting (SLM)
    • Laserstrahlgenerieren
    • 3D-Printing
  7. Wie ist eine Stereolithographieanlage aufgebaut (Anordnung und Bauteile)?
    Image Upload
  8. Erkläre die Abläufe bei der Stereolithographie!
    • Basiert auf Aushärtung eines flüssigen Photopolymers unter Einwirkung eines Laserstrahls
    • Laserstrahl (meist Helium-Cadmium oder Argon-Ionen-Laser) => verschiedene optische Elemente (Shutter, Modulator, Umlenkspiegel, Aufweiterungsoptik) => Scanner (in x- bzw. y- Richtung)
    • 3D-Erzeugung erfolgt schichtweise
    • nachdem eine Schicht abgelaufen, fährt Plattform runter => Recoater bringt flüssigen Photopolymer für nächste Schicht auf
    • Neben Prototyp werden Stützelemente ausgehärtet (müssen am Ende entfernt werden)
  9. Nenne Vorteile der Stereolithograpdie (6)!
    • genaueste Rapid-Prototyping-Verfahren
    • flüssiges Ausgangsmaterial => völlige Entleerung von internen Hohlräumen durch kleine Öffnungen
    • ausgehärteten Kunstharze sind transparent
    • Große Modelle aus kleineren zusammensetzbar
    • Modelle können z. B. durch Sandstrahlen oder Schleifen nachgearbeitet oder auch lackiert werden
    • Nicht ausgehärtetes Harz wiederverwendbar
  10. Nenne Nachteile der Stereolithographie (9)!
    • Materialauswahl ist eingeschränkt
    • andere Materialeigenschaften wie Elastizität oder Temperaturbeständigkeit müssen hinter Photosensitivität zurückstehen
    • Ausgangsmaterialien sind relativ teuer
    • Modell muss in einem zweiten Schritt komplett ausgehärtet werden
    • Modelle neigen zum Kriechen
    • Schwindung
    • Verzug
    • geringe Belastbarkeit der Bauteile
    • Säuberung und Entfernen der Stützelemente erforderlich
  11. Wie funktioniert das LOM?
    • Einzellage durch Ausschneiden bzw. Konturieren der gesamten Fläche mittels Laserstrahlung
    • Dreidimensionale Bauteile entstehen schichtweise (Aufkleben der Schichten)
    • Werkstoff - einseitig mit Heißschmelzkleber (z. B. Polyethylen) beschichtetes Papier
    • nicht zum Modell gehörenden Teile vom Laserstrahl durch Kreuzschnitte gehatched
  12. Beschreibe Prinzipskizze vom LOM!
    Image Upload
  13. Was für ein Laser wird zum Schneiden beim LOM eingesetzt (auch Leistung)?
    CO2-Laserstrahl (typische Daten: maximale Laserstrahlleistung: ca. 5W; Durchmesser des Laserstrahls am Werkstück: ca. 300μm)
  14. Nenne Probleme beim LOM (2)!
    • Trennung vom Modell und umgebenden Werkstoff
    • Herstellen filigraner Strukturen
  15. Welche Werkstoffe werden beim LOM eingesetzt?
    • Papier
    • Polyester
    • (Metall - noch in Entwicklung)
  16. Wie ist eine Lasersinteranlage aufgebaut (Skizze)?
    Image Upload
  17. Welche Strahlquelle wird typischerweise fürs SLS eingesetzt?
    • CO2-Lasers (typische Ausgangsleistung: ca. 100W)
    • Nd:YAG-Laser
  18. Erkläre das Prinzip des Lasersinterns samt physikalischen Vorgängen im Werkstoff!
    • Partikel liegen lose nebeneinander im Pulverbett
    • durch Laserstrahl räumlich selektiv angeschmolzen und so zu Schicht verbunden
    • Zwischen benachbarten Sinterteilchen bildet sich durch Oberflächendiffusion eine Kontaktstelle (Hals)
    • längeres Einwirken von Temperatur und Druck => Materialtransport im Inneren der Sinterteilchen durch Kompressions- bzw.Volumendiffusion
    • elektronisch ansteuerbaren Scanner steuert Laserstrahl
    • gesamtes Pulverbett um eingestellte Schichtdicke (100.....250μm) nach unten verfahren
    • Walze transportiert neues Pulver zum Pulverbett
  19. Welche Werkstoffe kommen beim SLS zum Einsatz?
    • Nichtmetalle (thermoplast. Kunststoffe)
    • Metalle
    • indirekt
    • polymerummantelte Metallpulver
    • direkt
    • Einkomponentenpulver
    • Mehrkomponentenpulver
  20. Nenne die Verfahrenscharakteristika beim SLS mit polymerummantelten Metallpulvern (4)!
    • Polymerschicht aufgeschmolzen
    • Pulvervorbehandlung erforderlich
    • Einsatz auf kommerzieller Anlage
    • umfangreiche Folgeprozesse (Polymerausbrennen, Nachsintern, Infiltireren)
  21. Nenne die Verfahrenscharakteristika beim SLS mit Einkomponentenpulvern (3)! Nenne auch Werkstoffe!
    • direktes Verschmelzen des Werkstoffes
    • Einsatz handelsüblicher Werkstoffe (Stahl, Aluminium, Titan)
    • kein Infiltrieren und Nachsintern
  22. Nenne die Verfahrenscharakteristika beim SLS mit Mehrkomponentenpulvern (4)! Nenne auch Werkstoffe!
    • Pulvermischung aus hochschmelzender und niedrigschmelzender Komponente
    • Bronze-Nickel-Mischung, Eisen-Kupfer-Mischung
    • kein Polymerbinder
    • Infiltrieren und Oberflächenfinishing
  23. Nenne Vorteile des SLS(7)!
    • breite Auswahl an Ausgangsmaterialien
    • Serienwerkstoff oder einem dem Serienwerkstoff nahen Werkstoff nutzbar
    • Je nach Werkstoff sind Modelle mechanisch und thermisch belastbar
    • Nicht versintertes Pulver wiederverwendbar
    • keine Stützkonstruktionen
    • Reinigung des Modells ohne Lösungsmittel
    • Nach Reinigen sofort einsatzbereit
  24. Nenne Nachteile des SLS (6)!
    • erzielbare Modellgenauigkeit durch Größe der Pulverteilchen begrenzt
    • Je nach Wärmeleitfähigkeit Anschmelzen nicht zum Modell gehöriger Pulverteilchen zum "Wachsen" => Modell mit einer Art "Pelz" aus relativ locker mit Modell verbundenen Pulverteilchen überzogen
    • Hohlräume nur schwer zu entleeren/ reinigen
    • Maschine muss bis in die Nähe des Schmelzpunktes des Pulvers vorgeheizt werden (zeitintensive Aufwärm- und Abkühlvorgänge)
    • Oxidation des Pulvers zu vermeiden => Schutzgasatmossphäre
    • nach Entnehmen muss mit Umgebungsluft gefluteter Raum wieder mit Schutzgas gefüllt werden
  25. Was ist durch SLS herstellbar (3)?
    • Prototypen und Werkzeuge (Bauteile ohne Folgeprozesse direkt einsatzfähig)
    • Spritzgussformen
    • Modelle für Formguss
  26. Was sind die wichtigsten Verfahrensparameter beim SLS (9)?
    • Scanvektorlänge
    • Laserwellenlänge
    • Laserstrahlleistung
    • Laserstrahldurchmesser
    • Pulverkorngröße und -form
    • Schichtdicke
    • Prozessgas (meist Argon oder Helium)
    • Scangeschwindigkeit
    • Spurabstand
  27. Was ist SLM? Nenne Charakteristika und Prozessablauf!
    • Selective Laser Melting
    • Aufbau erfolgt schichtweise
    • Metallpulver ohne Binderzusätze
    • vollständig aufgeschmolzen => Bauteildichte von 100% erreicht
    • Pulver in geschlossener Prozesskammer als dünne Schicht (ca. 50μm) auf Substratplatte aufgebracht => mit Laser selektiv geschmolzen => Platte fährt runter, nächste Sicht Pulver usw.
  28. Was ist Laserstrahlgenerieren? Nenne Werkstoff, Anwendung und Charakteristika!
    • häufig auch als 3D-Auftragsschweißenmit Laserstrahlung bezeichnet
    • 3-dimensionale Geometrien aus metallischen Werkstoffen mittels Laserstrahlung direkt aufgebaut
    • dünnwandige Hohlprofile als auch vollvolumige Körper herstellbar
    • metallische Ausgangswerkstoff wird der Bearbeitung als Draht oder als feinkörniges Pulver
    • Rapid Prototyping und Reperaturen/ Instandhaltung
  29. Welche 3 Bereiche müssen für qualitativ hochwertige Bauteile untersucht werden? Erkläre je warum!
    • Prozessführung: Auswirkungen von Verfahrensparametern und Aufbaustrategien auf Erzeugung von dünnwandigen und vollvolumigen Bauteilen muss berücksichtigt werden
    • Pulverzufuhr: Wird Werkstoff pulverförmig zugeführt, so sind geeignete Pulverdüsen mit möglichst hohem Pulverwirkungsgrad erforderlich
    • Prozessüberwachung: Zur Qualitätssicherung müssen Schmelzbadtemperatur sowie Abstand zwischen Schmelzbad und Pulverdüse geregelt werden
  30. Wie läuft das Laserstrahlgenerieren ab (auch Skizze)?
    • Werkstoff als feinkörniges Metallpulver zur Bearbeitungsstelle geführt und zusammen mit Substrat lokal aufgeschmolzen
    • Werkstoffzufuhr und Energieeinbringung erfolgen simultan in einstufigem Prozess
    • Metallpulver durch Inertgasstrom (z. B. Argon) zur Pulverdüse geführt und auf Bearbeitungsstelle fokussiert

    Image Upload
  31. Wie sieht die beim Laserstrahlgenerieren erzeugte Gefügestruktur aus?
    • sehr gleichmäßiger Schichtaufbau
    • Gefüge ist feinkörnig
    • dendritische Struktur
    • bevorzugte Wachstumsrichtung der Dendriten quer zu den Schichten
    • Image Upload
  32. Wie lautet das Prinzip vom 3D-Printing?
    • 3D-Modelle aus Pulver generiert
    • In jede Schicht wird Binder mit druckkopfähnlichen Düsen eingespritzt => Pulver verfestigt und mit darunter liegender Schiht verbunden
  33. Nenne Vor- (3) und Nachteile (2) des 3D-Printings!
    • Vorteile:
    • kurze Bauzeiten
    • Farbige Modelle fertigbar
    • geringe Materialkosten
    • Nachteile:
    • je nach Werkstoff versch. Nachbehandlungen
    • schlechte mechan. Eigenschaften

Card Set Information

Author:
Paddy1013
ID:
325657
Filename:
Laser Groche VL 5
Updated:
2016-11-14 11:10:23
Tags:
Laser VL5
Folders:

Description:
Laser VL5
Show Answers:

Home > Flashcards > Print Preview