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Daniel Supanz

• Die generative Fertigung, mit welcher Bauteile schichtweise aufgebaut werden, gewinnt anhand der kontinuierlichen Weiterentwicklung im Bereich der Materialwissenschaften, der besser werdenden Prozessqualität und des wachsenden Knowhows immer mehr an Bedeutung. Faktoren wie die zeiteffiziente Herstellung von Bauteilen und die rasche Verfügbarkeit sind nur wenige von vielen entscheidenden Vorteilen generativer Fertigungsverfahren. Eines der aufstrebenden Materialien für die generative Fertigungstechnologie Fused Filament Fabrication ist Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA). Bauteile aus ASA bestechen durch ihre hochwertige Oberfläche sowie gute Witterungs- und UV-Beständigkeit. Eigenschaften die besonders im Bereich industrieller Anwendungen von großer Bedeutung sind. Das Ziel dieser Arbeit ist die Erarbeitung einer Produktionsrichtlinie für Fused Filament Fabrication Verbindungstechniken aus Acrylester-Styrol-Acrylnitril für die Unternehmungen HAGE Sondermaschinenbau und FH CAMPUS 02. Zusätzlich soll das prozessspezifische Knowhow weiter ausgebaut werden. Im ersten Schritt wird eine mechanische Werkstoffprüfung im Sinne von Zugversuchen durchgeführt um auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse unterschiedliche Verbindungstechniken wie Schraub-, Steck- und Schnappverbindungen näher zu betrachten. Die Abfolge der Tätigkeiten wie Konstruktion, generative Fertigung und Prüfung der Bauteile werden im Sinne eines iterativen bzw. schrittweisen Verbesserungsprozesses durchgeführt. Sowohl die Probenkörper aus den Zugversuchen als auch die Probenkörper der unterschiedlichen Verbindungstechniken werden verschiedenen Prüfkriterien wie Maßhaltigkeit, Strukturaufbau, mechanische Beständigkeit und Funktionalität unterzogen. Das Resultat dieser Arbeit ist eine Produktionsrichtlinie für KonstrukteurInnen auf Basis von Fused Filament Fabrication Verbindungstechniken aus Acrylester-Styrol-Acrylnitril. Auf Basis des optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnisses der generativen Fertigungstechnologie Fused Filament Fabrication und dem Material Acrylester-Styrol-Acrylnitril, sind die Erkenntnisse dieser Arbeit ein wichtiger Schritt in die richtige Richtung. Beide Unternehmungen können aufgrund der gesammelten Erfahrungen mit dem Material ASA und den überprüften Verbindungstechniken profitieren und somit auch in Zukunft konkurrenzfähig bleiben.
• The additive manufacturing process, which is used to manufacture components layer by layer, is gaining more encouragement based on continuous further development in the area of material sciences, preferable process quality and growing knowhow in industrial applications. Factors like time-efficient production of components and rapid availability are only a few benefits of additive manufacturing processes. One of the ambitious materials of the additive manufacturing process Fused Filament Fabrication is Acrylester-StyrolAcrylnitril (ASA). ASA components offer impressively high-quality surfaces as well as good weather- and UV-resistance. Properties which are highly relevant for industrial applications. The aim of this thesis is to develop a production guideline for Fused Filament Fabrication joining techniques of Acrylester-Styrol-Acrylnitril for the companies HAGE Sondermaschinenbau and University of Applied Sciences CAMPUS 02. Additionally process-specific knowledge should be further developed. For this reason, a mechanical material testing method in terms of tensile tests was implemented first. Based on the findings of these tests, different joining techniques like screw-, plug-, and snap connections were analysed in detail. Activities such as construction, additive production and examination were chronologically implemented. Both, the test specimens of the tensile tests and the test specimens of the different joining connections were checked for size accuracy, structure, mechanical strength and functionality. The result of the thesis is a production guideline for mechanical engineers for Fused Filament Fabrication joining techniques of Acrylester-Styrol-Acrylnitril. Based on the optimal cost-use-ratio of the additive manufacturing process Fused Filament Fabrication and the material Acrylester-Styrol-Acrylnitril the findings of this thesis are an important step in the right direction. The gained experience is of mutual benefit for both companies and enables them to be competitive in the future.