Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT
Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT

Machinery & Tooling

Additive Fertigung zur Steigerung der Anlagen- und Prozesseffizienz

Bereits heute ist im Maschinen- und Werkzeugbau eine breit gefächerte Anwendung der additiven Fertigung gegeben. Allen voran werden hierbei häufig die Strukturoptimierung zum Leichtbau und die Möglichkeit zur konturnahen Temperierung ausgenutzt. Es lassen sich aber auch weitere Funktionen, wie zum Beispiel passive Schwingungsdämpfung, zielgerichtete Kühlschmierstoffzufuhr oder Kanäle zur Druckluftversorgung innerhalb von Werkzeugen und Maschinen umsetzten.  

Lastgerechtes Bauteildesign

Reduzieren Sie die Massen Ihrer Bauteile um 60% und mehr und profitieren Sie von Effizienzsteigerungen durch geringere Massenträgheiten oder auch kürzere Heiz- und Kühlphasen von temperierten Komponenten.

 

Reduzierter Montageaufwand

Überführen Sie mehrere Bauteile einer Baugruppe in nur ein einzelnes Bauteil. Neben der Reduktion von Schnitt- und Fügestellen verringern sich dadurch auch der Montageaufwand und somit die Kosten in Ihrer Fertigung.

 

Effizientere Wärmeübertragung

Die hohe Geometriefreiheit der additiven Fertigung ermöglicht es Ihnen Wärme präzise an den Stellen ab- oder auch zuzuführen an denen es erforderlich ist und so die Effizienz von Wärmeübertragungsprozessen um bis zu 80 % zu steigern.

 

Passive Dämpfung kritischer Frequenzen

Nutzen Sie die Möglichkeit des Einsatzes passiver schwingungsdämpfender Elemente, um kritische Frequenzen gezielt zu dämpfen ohne auf aktive Elemente zurückgreifen zu müssen.

 

Reduzierte Druckverluste und Strömungsgeräusche

Verringern Sie Druckverluste und Strömungsgeräusche in ihren hydraulischen Systemen durch strömungsoptimierte Fluidkanäle um 40% und mehr.

 

 

Anwendungsbeispiele

Gewichtsoptimierte Maschinenkomponenten

Durch gezielten Leichtbau innerhalb des Antriebsstranges einer Drehmaschine konnte im Rahmen des Projektes AddSpin die Massenträgheit reduziert und dadurch die Hochlauf- und Abbremszeiten um 20 % verkürzt werden.

Druckluftauswerfer

Durch die Fertigung interner Kanäle und poröser Strukturen können Druckluftkanäle an geeigneten Stellen integriert und so die mechanischen Auswerfer substituiert werden.

Spritzgusswerkzeuge

Gemeinsam mit der Firma Comprisetec wurde ein Werkzeug zur Herstellung von Maskenadaptern zur Beatmung von Coronapatienten entwickelt. Neben der Entwicklungszeit konnte durch Integration konturfolgendender Kühlkanäle auch die Zykluszeit signifikant reduziert werden.

Partikelschaumverarbeitung

Im Rahmen eines Projektes wurde ein revolutionäres Werkzeugkonzept für die Partikelschaumverarbeitung entwickelt. Neben der konturfolgenden Integration der Dampfdüsen und Oberflächenstrukturierung, konnte zudem auf die Dampfkammer verzichtet werden. Im Ergebnis wurde der Dampfverbrauch um 97% und die Zykluszeit um bis zu 50% reduziert.

Schwingungsdämpfung

Untersuchungen haben gezeigt, dass sich durch gezieltes Einbringen von mit Pulver gefüllten Kavitäten signifikante Reduktionen von Schwingungsamplituden erzielen lassen. Dadurch können Werkzeugstandzeiten erhöht und Bearbeitungsergebnisse verbessert werden.

Strömungsoptimierung

Während bei der konventionellen Fertigung auf gerade Bohrungen und scharfe Kanten zurückgegriffen werden muss, können die Kanäle bei Wahl additiver Fertigungsverfahren strömungsgerecht gestaltet werden. In diesem Beispiel wurden die Druckverluste um 40% und das Gewicht um 80% reduziert.