@misc{JudenmannPongratzEhrlichetal., author = {Judenmann, Anna and Pongratz, Christian and Ehrlich, Ingo and H{\"o}fer, Philipp and Holtmannsp{\"o}tter, Jens}, title = {Additive Fertigung von endlosfaserverst{\"a}rkten Kunststoffstrukturen}, series = {M{\"u}nchner Leichtbauseminar 2022, 26. October 2022, 16. November 2022, 30 November 2022, Munich/Neubiberg/Garching}, journal = {M{\"u}nchner Leichtbauseminar 2022, 26. October 2022, 16. November 2022, 30 November 2022, Munich/Neubiberg/Garching}, abstract = {Additive Fertigung hat sich in zahlreichen industriellen Anwendungen etabliert und bildet eine wichtige Schl{\"u}sseltechnologie. Im Gegensatz zu metallischen Werkstoffen, haben additiv gefertigte Bauteile aus Kunststoffen geringere Festigkeit und Steifigkeit, sodass sich ihre Verwendung als lasttragende Strukturen schwierig gestaltet. Insbesondere der Einsatz von endlosen Verst{\"a}rkungsfasern kann die mechanischen Eigenschaften additiv gefertigter Strukturen signifikant verbessern und die Fertigung hochbelastbarer Faserverbundstrukturen im 3D-Druckverfahren erm{\"o}glichen. Daher gilt es aktuell notwendige Anlagen und Prozessketten f{\"u}r den Fertigungsprozess aber auch Vorgehensweisen f{\"u}r die belastungsoptimierte Auslegung der Faserverl{\"a}ufe innerhalb des Bauteils zu entwickeln, um so das Themengebiet „Endlosfaserverst{\"a}rkter 3D-Druck" weiter voranzutreiben. F{\"u}r mehr r{\"a}umliche Freiheit bei der Positionierung der Druckbahnen k{\"o}nnen industrieroboterbasierte Systeme eingesetzt werden, um so das Potenzial gerichteter Bauweise von Faserverbundstrukturen auch im additiven Fertigungsprozess vollumf{\"a}nglich aussch{\"o}pfen zu k{\"o}nnen. Dabei erm{\"o}glicht ihr Einsatz auch eine r{\"a}umliche Ablage der Faserverst{\"a}rkung, wobei f{\"u}r die Materialablage ein geeigneter 3D-Druckkopf erforderlich ist. F{\"u}r die Implementierung der Faserverst{\"a}rkung ist zudem eine dem Lastfall entsprechende Auslegung des Bauteils sowie die Ermittlung einer sinnvollen Faserpositionierung innerhalb des Bauteils erforderlich, wobei unterschiedliche Variablen aus den Bereichen Material, Struktur und Fertigungsprozess ber{\"u}cksichtigt werden m{\"u}ssen. Im Rahmen des Vortrages werden die Herausforderungen der Technologieentwicklung des endlosfaserverst{\"a}rkten 3D-Drucks aufgegriffen sowie auf eine belastungsorientierte Faserpositionierung n{\"a}her eingegangen. Aktuelle Erkenntnisse werden diskutiert sowie eine Entwurfsmethodik f{\"u}r die Prozesspfadgenerierung vorgeschlagen.}, language = {de} } @article{AfanasevHoeferHoltmannspoetteretal., author = {Afanasev, Anna and H{\"o}fer, Philipp and Holtmannsp{\"o}tter, Jens and Zimmer, Felix and Ehrlich, Ingo}, title = {Development of a continuous fiber-reinforced 3D printing process with a 6-axis robot arm: Process design and equipment}, series = {The International Journal of Advanced Manufacturing Technology}, journal = {The International Journal of Advanced Manufacturing Technology}, publisher = {Springer}, issn = {0268-3768}, doi = {10.1007/s00170-025-17263-3}, pages = {20}, abstract = {The utilisation of 3D printing processes in the fabrication of continuous fiber-reinforced composites confers a multitude of advantages, in particular flexible design based on structural requirements. In order to achieve greater flexibility, there is a necessity for 3D printing systems that allow for customisable material selection and fiber positioning. This paper presents the design of a robot-based 3D printing system that incorporates an in-situ impregnation line and flexibility regarding the machine code generation for fiber positioning. The development of the system enabled the attainment of an average fiber volume content of up to 37.12\%. In the tensile tests, material characteristics up to E1 = 24.7 GPa and strength of up to RM1 = 0.51 GPa were determined.}, language = {en} }