Untersuchung, Optimierung und Analyse der Wirtschaftlichkeit von stützstrukturlosen „Arc Overhang“ Strukturen in der additiven Fertigung per Materialextrusion

Abstract

Die Bachelorarbeit zielt darauf ab, das Potential von Arc Overhangs in der additiven Fertigung zu ermitteln und erste Design-Grundlagen zu schaffen. Vor Beginn der experimentellen Arbeit wird eine umfassende Literaturrecherche zu den Themen Bahnplanung, Hatching und speziell Arc Overhangs in der additiven Fertigung durchgeführt, um einen ausführlichen theoretischen Hintergrund zu gewährleisten. Die Forschung an Arc Overhangs geschieht durch die Entwicklung einer Software-Lösung zur Erstellung von G-Code für Arc Overhang Strukturen und verschiedener Testkörper, an denen eine Parameterstudie durchgeführt wird, um den Einfluss auf die Qualität der gedruckten Teile zu analysieren. Das Screening der Parameter zielt darauf ab, die optimalen Parametersätze für verschiedene Anforderungs-Szenarien zu ermitteln. Mit dem Wissen, was mit dieser Technik machbar ist, kann zuletzt untersucht werden, welches Potential diese mit sich bringt und inwiefern das Konzept auch industriell und im größeren Rahmen genutzt werden kann.

The bachelor thesis aims to determine the potential of arc overhangs in additive manufacturing and to create initial design principles. Before starting the experimental work, a comprehensive literature search is conducted on the topics of path planning, hatching and especially arc overhangs in additive manufacturing in order to ensure a detailed theoretical background. The research on arc overhangs is carried out by developing a software solution for creating G-code for arc overhang structures and various test bodies on which a parameter study is performed in order to analyze the influence on the quality of the printed parts. The screening of the parameters aims to determine the optimal parameter sets for various requirement scenarios. With the knowledge of what is achievable with this technology, an evaluation can be made of the potential it offers and how the concept might be utilized on an industrial scale and in a broader context.