TY - JOUR A1 - Fateri, Miranda A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Process Parameters Development of Selective Laser Melting of Lunar Regolith for On-Site Manufacturing Applications JF - International Journal of Applied Ceramic Technology Y1 - 2015 SN - 1744-7402 U6 - http://dx.doi.org/10.1111/ijac.12326 VL - 12 IS - 1 SP - 46 EP - 52 PB - Wiley-Blackwell CY - Oxford ER - TY - JOUR A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Rapid Prototyping für metallische Werkstücke: Direkte und indirekte Verfahren N2 - Die generative Herstellung von Kunststoffbauteilen hat im Gewand des Rapid Prototyping die Produktentwicklung nachhaltig positiv beeinflusst und ist im Begriff als Rapid Manufacturing die Fertigung zu revolutionieren. Je mehr sich die besonderen Eigenschaften generativ gefertigter Kunststoffbauteile herumsprechen, desto lauter wird der Ruf nach Metallbauteilen. Die Entwicklung entsprechender Prozesse läuft auf Hochtouren, kann aber bisher aber erst vereinzelt Erfolge vorweisen. Dabei wären es gerade die Metallbauteile, die ausgestattet mit den besonderen Merkmalen generativ gefertigter Werkstücke, in vielen Branchen einen deutlichen Entwicklungsschub auslösen könnten. Für den potenziellen Anwender ist dabei besonders verwirrend, dass die unterschiedlichsten Ansätze nebeneinander verfolgt werden. Im Folgenden soll daher der Versuche unternommen werden, dieses weite Feld systematisiert darzustellen und Möglichkeiten und Trends zu erläutern. N2 - The generative manufacturing of plastic components via rapid prototyping has positively affected the product development. As 'rapid manufacturing' the method is about to revolutionize the manufacturing in general. The more the special characteristics of generative manufactured plastic components are getting about, the louder becomes the call for generative manufactured metal components. The development of analogical processes runs on full speed. So far however, only sporadic successes can be registered. Though there are in particular the metal components which could, equipped with the special characteristics of generative manufactured components, initiate a developmental boost in many industries. For the potential operator it is particularly confusing that the different approaches are traced parallel. Therefore in the following contribution the attempt is undertaken not only to represent this wide field in a systematic way but to describe possibilities and trends as well. KW - Rapid prototyping KW - Rapid Prototyping KW - Rapid Manufacturing KW - generative Fertigungsverfahren KW - Werkzeugeinsätze KW - Werkzeuge KW - Rapid prototyping KW - rapid manufacturing Y1 - 2005 ER - TY - JOUR A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Brücker, Christoph A1 - Schmidt, Frank-Michael T1 - RP gestützte Herstellung komplexer transparenter Hohlräume für die Strömungsanalyse N2 - Die Berechnung der Durchströmung von Bauteilen ist gegenüber derjenigen von umströmten Bauteilen deutlich im Hintertreffen. Das liegt vor allem an der fehlenden Verfügbarkeit geeigneter optisch transparenter Modellkanäle für die experimentelle Analyse. Der Beitrag stellt ein Verfahren zur Herstellung transparenter durchströmter Geometrien auf der Basis generativ gefertigter Urmodelle vor. Damit können beliebig komplexe Innenströmungen optisch analysiert werden. Anhand von zwei Beispielen aus der Medizin, der Modellierung der oberen Atemwege und des Bronchialbaums, wird das Verfahren vorgeführt. Der generative Bauprozess mittels 3D-Printing wird beschrieben und die Abformung in transparentem Silikon gezeigt. Schließlich werden beispielhaft der Messaufbau und Ergebnisse der Anwendung vorgestellt. Das Verfahren bildet die Grundlage für die Analyse und Berechnung komplexer Innenströmungen und trägt somit zur Verbesserung zahlreicher technischer Anwendungen bei. N2 - Unlike the flow around technical products the interior flow is not understood very well. That’s mainly because of a lack of suitable transparent investigation tunnels that are needed to apply optical methods. The paper proposes a procedure to make precise complex hollow structures from a highly transparent material using masters from generative or Rapid Prototyping processes. Taking two examples from the medical field, the upper human airways and the bronchial tree, the entire process is shown. The 3D Printing build process is illustrated as well as the silicon casting process. Finally the measuring equipment is demonstrated and sample results are given. The process establishes the basis for the investigation and calculation of complex interior flow pattern and therefore contributes to a better understanding and consequently improvement of appropriate technical products. KW - Rapid prototyping KW - Rapid Prototyping KW - Strömungsanalyse KW - Innenströmung KW - Modellkanäle KW - 3D-Printing Y1 - 2005 ER - TY - JOUR A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Rapid Manufacturing - eine interdisziplinäre Strategie N2 - Als um 1987 ein Verfahren namens Stereolithographie und ein Stereolithography Apparatus (SLA) vorgestellt wurden, war der Traum von der Herstellung beliebiger dreidimensionaler Bauteile direkt aus Computerdaten und ohne bauteilspezifische Werkzeuge Realität geworden. Ein Anwendungs-Szenario wurde gleich mitgeliefert. Diese Technologie würde es möglich machen, die gesamte Ersatzteilversorgung der Amerikanischen Pazifikflotte mittels ein paar dieser Maschinen, umfangreicher Datenstätze und genügend Rohmaterial vor Ort auf einem Flugzeugträger direkt nach Bedarf zu fertigen. Diese Vorstellung definierte schon damals die direkte digitale Fertigung, das Rapid Manufacturing. In der Realität bestanden die mit diesem Verfahren hergestellten Bauteile nur aus Kunststoff, waren ungenau, bruchempfindlich und klebrig und allein in der Produktentwicklung, eben als Prototypen zu benutzen. Sie waren schnell verfügbar, weil zu Ihrer Herstellung keine Werkzeuge benötigt wurden. Folgerichtige und zudem modern hießen sie: Rapid Prototyping. Rapid Prototyping wurde schnell zum Synonym eines neuen Zweiges der Fertigungstechnik, der Generativen Fertigungstechnik. Die weitere Entwicklung brachte neue Verfahren, höhere Genauigkeiten, verbesserte Werkstoffe und neue Anwendungen. Die Herstellung von Negativen, also Werkzeugen, mit dem gleichen Verfahren wurde marketing-getrieben Rapid Tooling genannt und als die ersten Bauteile nicht mehr als Prototypen, sondern als Endprodukte eingesetzt wurden, nannte man dies Rapid Manufacturing - das Ziel war erreicht. War das Ziel wirklich erreicht? Ist es Rapid Manufacturing, wenn ein generativ gefertigtes Bauteil die gewünschte Spezifikation erreicht? Was muss passieren, damit aus dem Phänomen Rapid Prototyping eine Strategie wird, die geeignet ist, einen Paradigmenwechsel von der heutigen Hersteller-induzierten Massenproduktion von Massenartikeln zur Verbraucher-induzierten (und verantworteten) Massenproduktion von Einzelteilen für jedermann ermöglichen und möglicherweise unsere Arbeits- und Lebensformen tiefgreifend zu beeinflussen? Im Beitrag wird der Begriff der (Fertigungs-) Strategie „Rapid Manufacturing“ näher beleuchtet. Es wird diskutiert, welche Maßnahmen auf der technischen und der operative Ebene getroffen werden müssen, damit die generative Fertigungstechnik im Sinne dieser Strategie umgesetzt werden kann. Beispiele belegen, dass diese Entwicklung bereits begonnen hat und geben Anregungen für eine konstruktive Diskussion auf der RapidTech 2006. N2 - As a process called stereolithography and a stereolithography apparatus (SLA) was presented in 1987, the dream of manufacturing any three-dimensional component directly from computer data and without component-specific tools became reality. An application scenario was supplied at the same time. This technology would make it possible to produce the entire spare parts requirement of the American Pacific Fleet merely through the use of a couple of such machines, extensive datasets and enough raw material on board an aircraft carrier directly as required. This image defined direct digital fabrication, rapid manufacturing, even at that time. In reality, this procedure only managed to produce components in plastic which were imprecise, fragile and sticky and only usable as prototypes in product development. They were rapidly available, because no tools were required for their manufacture. Consequentially, they are now known as Rapid Prototyping in modern jargon. Rapid Prototyping quickly became a synonym for a new branch of production engineering known as generative production engineering. Continued development brought new processes, improved accuracy, improved materials and new applications. The manufacturing of negatives, in other words tools, using the same procedure was quickly named rapid tooling by the marketing sector, and once the first components were used as final products instead of just prototypes the process was renamed "rapid manufacturing" - the goal had been reached. Was the goal really reached? Is it rapid manufacturing if a generatively manufactured component reaches the required specifications? What has to happen so that the rapid prototyping phenomenon becomes a strategy which is suitable for enabling the paradigm change from current manufacture-induced mass production of mass articles to consumer-induced (and consumer-responsible) mass production of single parts for anyone, and in all possibility makes dramatic changes in our way of working and living? The lecture includes detailed information about the (production) strategy term "rapid manufacturing". We will be discussing which measures need to be taken on the technical and operative level so that generative production engineering can be implemented in the sense of this strategy. Examples will show that this development has already started, and should provoke stimulation leading to constructive discussion during RapidTech 2006. KW - Rapid prototyping KW - Rapid Manufacturing KW - Rapid Prototyping KW - Stereolithographie KW - Generative Fertigungstechnik KW - Rapid prototyping KW - rapid manufacturing Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Generative Manufacturing of Ceramic Parts "Vision Rapid Prototyping" N2 - Table of Contents Introduction 1. Generative Manufacturing Processes 2. Classification of Generative Manufacturing Processes 3. Application of Generative Processes on the Fabrication of Ceramic Parts 3.1 Extrusion 3.2 3D-Printing 3.3 Sintering – Laser Sintering 3.4 Layer-Laminate Processes 3.5 Stereolithography (sometimes written: Stereo Lithography) 4. Layer Milling 5. Conclusion - Vision KW - Rapid prototyping KW - Rapid Technologie KW - Rapid Prototyping Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Grundlagen des Rapid Prototyping: Eine Kurzdarstellung der Rapid Prototyping Verfahren N2 - Generative Verfahren sind seit etwa 1987 in den USA und seit etwa 1990 in Europa und Deutschland in Form von Rapid Prototyping Verfahren bekannt und haben sich in dieser Zeit von eher als exotisch anzusehenden Modellbauverfahren zu effizienten Werkzeugen für die Beschleunigung der Produktentstehung gewandelt. Mit der Weiterentwicklung der Verfahren und insbesondere der Materialien wird mehr und mehr das Feld der direkten Anwendung der Rapid Technologie zur Fertigung erschlossen. Rapid Technologien werden daher zum Schlüssel für neue Konstruktionssystematiken und Fertigungsstrategien. N2 - Generative procedures have been known under the term of 'rapid prototyping method' for about 18 years in the USA and about 15 years in Europe and Germany. In this time they changed from what was regarded as being a rather exotic way of model construction procedures to a very efficient and useful instrument for faster product manufacturing. In the course of the further development of the methods, and in particular the materials, the field for direct application of rapid technology opens up for manufacturing. Therefore rapid technologies become the key for new construction systematics and manufacturing strategies. KW - Rapid prototyping KW - Laserstrahlsintern KW - 3D-Printing KW - Extrusionsverfahren KW - Gießharzwerkzeuge KW - Laminat Verfahren KW - Lasersintern KW - Stereolithographie KW - Vakuumgießen KW - FLM KW - Fused deposition modelling KW - Laminated-Object-Manufacturing Y1 - 2004 ER - TY - JOUR A1 - Fateri, Miranda A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Additive manufactured mechanical disentanglement lock JF - RTejournal - Forum für Rapid Technologie Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0009-2-42147 SN - 1614-0923 VL - 12 PB - Fachhochschule Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Kessler, Julia A1 - Balc, Nicolae A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Abbas, Karim T1 - Basic Research on Lattice Structures Focused on the Tensile Strength JF - Applied Mechanics and Materials Y1 - 2015 U6 - http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.808.193 SN - 1662-7482 N1 - MTeM ; October 14-16, 2015, Cluj-Napoca, Romania VL - Vol. 808 SP - 193 EP - 198 PB - Trans Tech Publications CY - Bäch ER - TY - JOUR A1 - Hoeveler, Bastian A1 - Janser, Frank A1 - Bindewald, Thorsten A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Entwurf, Fertigung und Untersuchung eines Windkanalmodells eines innovativen, senkrechtstartenden Kleinflugzeuges JF - RTejournal - Forum für Rapid Technologie Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0009-2-42921 SN - 1614-0923 IS - 12 SP - 1 EP - 5 PB - Fachhochschule Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Gebhardt, Andreas T1 - 3D-Druck ist überall. Modische Accessoires, Kleidung, Medikamente, Nahrungsmittel, Autos, Häuser, Waffen, Büsten, Musikinstrumente - alles geht JF - Kunststoffe Y1 - 2015 SN - 0023-5563 VL - 105 IS - 10 SP - 62 EP - 70 PB - Hanser CY - München ER - TY - JOUR A1 - Rieper, Harald A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Stucker, Brent T1 - Selective Laser Melting of the Eutectic Silver-Copper Alloy Ag 28 wt % Cu JF - RTejournal - Forum für Rapid Technologie N2 - The aim of this work was to perform a detailed investigation of the use of Selective Laser Melting (SLM) technology to process eutectic silver-copper alloy Ag 28 wt. % Cu (also called AgCu28). The processing occurred with a Realizer SLM 50 desktop machine. The powder analysis (SEM-topography, EDX, particle distribution) was reported as well as the absorption rates for the near-infrared (NIR) spectrum. Microscope imaging showed the surface topography of the manufactured parts. Furthermore, microsections were conducted for the analysis of porosity. The Design of Experiments approach used the response surface method in order to model the statistical relationship between laser power, spot distance and pulse time. KW - SLM KW - Response Surface Method KW - Porositat KW - Eutectic Silver Copper alloy KW - Additive Manufacturing Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?nbn:de:0009-2-44141 SN - 1614-0923 VL - 13 ER - TY - JOUR A1 - Kunkel, Maximilian Hugo A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Mpofu, Khumbaulani A1 - Kallweit, Stephan T1 - Statistical assessment of mechanical properties of selective laser melted specimens of stainless steel JF - The International Journal of Advanced Manufacturing Technology N2 - The rail business is challenged by long product life cycles and a broad spectrum of assembly groups and single parts. When spare part obsolescence occurs, quick solutions are needed. A reproduction of obsolete parts is often connected to long waiting times and minimum lot quantities that need to be purchased and stored. Spare part storage is therefore challenged by growing stocks, bound capital and issues of part ageing. A possible solution could be a virtual storage of spare parts which will be 3D printed through additive manufacturing technologies in case of sudden demand. As mechanical properties of additive manufactured parts are neither guaranteed by machine manufacturers nor by service providers, the utilization of this relatively young technology is impeded and research is required to address these issues. This paper presents an examination of mechanical properties of specimens manufactured from stainless steel through the selective laser melting (SLM) process. The specimens were produced in multiple batches. This paper interrogates the question if the test results follow a normal distribution pattern and if mechanical property predictions can be made. The results will be put opposite existing threshold values provided as the industrial standard. Furthermore, probability predictions will be made in order to examine the potential of the SLM process to maintain state-of-the-art mechanical property requirements. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s00170-018-2040-8 SN - 0268-3768 VL - 98 IS - 5-8 SP - 1409 EP - 1431 PB - Springer CY - London ER - TY - JOUR A1 - Ziebura, Dawid A1 - Bremen, Sebastian A1 - Schleifenbaum, Johannes Henrich A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Machbarkeitsstudie zur Verarbeitung von nicht rostendem Stahl 1.4404 unter Verwendung einer Diodenlaser-basierten LPBF-Maschine mit kartesischem Achssystem JF - RTejournal - Forum für Rapid Technologie Y1 - 2018 SN - 1614-0923 VL - 15 ER - TY - JOUR A1 - Bucur, Alexandru A1 - Lazarescu, Lucian A1 - Pop, Grigore Marian A1 - Achimas, Gheorghe A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Tribological performance of biodegradable lubricants under different surface roughness of tools JF - Academic Journal of Manufacturing Engineering Y1 - 2019 SN - 1583-7904 VL - 17 IS - 1 SP - 172 EP - 178 ER - TY - JOUR A1 - Kunkel, Maximilian Hugo A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Mpofu, Khumbulani A1 - Kallweit, Stephan T1 - Quality assurance in metal powder bed fusion via deep-learning-based image classification JF - Rapid Prototyping Journal Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1108/RPJ-03-2019-0066 SN - 1355-2546 VL - 26 IS - 2 SP - 259 EP - 266 ER - TY - JOUR A1 - Schwarz, Alexander A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Schleser, Markus A1 - Popoola, Patricia T1 - New Welding Joint Geometries Manufactured by Powder Bed Fusion from 316L JF - Materials Performance and Characterization 8 Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1520/MPC20180096 SN - 2379-1365 IS - in press ER - TY - JOUR A1 - Cosma, Cosmin A1 - Kessler, Julia A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Campbell, Ian A1 - Balc, Nicolae T1 - Improving the Mechanical Strength of Dental Applications and Lattice Structures SLM Processed JF - Materials N2 - To manufacture custom medical parts or scaffolds with reduced defects and high mechanical characteristics, new research on optimizing the selective laser melting (SLM) parameters are needed. In this work, a biocompatible powder, 316L stainless steel, is characterized to understand the particle size, distribution, shape and flowability. Examination revealed that the 316L particles are smooth, nearly spherical, their mean diameter is 39.09 μm and just 10% of them hold a diameter less than 21.18 μm. SLM parameters under consideration include laser power up to 200 W, 250–1500 mm/s scanning speed, 80 μm hatch spacing, 35 μm layer thickness and a preheated platform. The effect of these on processability is evaluated. More than 100 samples are SLM-manufactured with different process parameters. The tensile results show that is possible to raise the ultimate tensile strength up to 840 MPa, adapting the SLM parameters for a stable processability, avoiding the technological defects caused by residual stress. Correlating with other recent studies on SLM technology, the tensile strength is 20% improved. To validate the SLM parameters and conditions established, complex bioengineering applications such as dental bridges and macro-porous grafts are SLM-processed, demonstrating the potential to manufacture medical products with increased mechanical resistance made of 316L. Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/ma13040905 SN - 1996-1944 VL - 13 IS - 4 SP - 1 EP - 18 PB - MDPI CY - Basel ER -