AM Process

Das Themenfeld AM Process umfasst die Weiterentwicklung von additiven Fertigungsprozessen, sowie deren Materialien und Nachbearbeitungsverfahren. Hierzu zählt eine Erforschung neuer Werkstoffe für die Additiven Technologien, die Erforschung innovativer AM Fertigungsverfahren sowie der Nachbearbeitung. Fokussiert werden dabei insbesondere additive Fertigungsprozesse mit hoher industrieller Relevanz und Anwendungen in den Branchen Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik und Werkzeugbau.

Powder & Materials

Die Fachgruppe Powder & Materials beschäftigt sich mit der Verarbeitung und Optimierung von Werkstoffen für die additive Fertigung. Hierzu zählt die Entwicklung und Charakterisierung von neuen Legierungen, die sich konventionell nicht oder nur mit erheblichem Aufwand verarbeiten lassen oder im Feld der additiven Fertigung noch Forschungsbedarfe aufweisen. Durch die Erschließung neuer Möglichkeiten können somit z.B. hochfeste oder hochduktile Legierungen mit gleichzeitig sehr geringer physikalischen Dichte dem Markt verfügbar gemacht werden. Auch der Einsatz von partikelverstärkten Werkstoffen, die Erzeugung von amorphen, metallischen Strukturen oder die Schaffung von innovativen Materialverbindungen sind beispielhafte Forschungsthemen, welche die Fachgruppe wissenschaftlich betreut.

Neben der Priorisierung von neuen Werkstoffen liegt ein weiterer Schwerpunkt der Gruppe im Bereich der Metallpulver. Im Fokus stehen hier unter anderem qualitätssichernde Untersuchungen zu Pulveralterungseffekten und atmosphärischen Einflussfaktoren, die Erforschung und Weiterentwicklung von Verdüsungsprozessen oder auch umfassende Charakterisierungen verschiedenster Pulver.
Dabei kann die Fachgruppe auf langjähriges Know-how im Bereich der Materialforschung und -entwicklung für additive Materialien und Pulver vertrauen, welches durch innovative und vielfältige Forschungs- und Industrieaktivitäten stetig erweitert wird.

Powder Bed Based Processes

Pulverbettbasierten additiven Fertigungsverfahren wird ein besonders hohes Potential zugesprochen mittelfristig in der industriellen Fertigung Anwendung zu finden. Neben den sehr guten mechanischen Eigenschaften und der großen Vielfalt an verwendbaren Materialien, zeichnet die sehr hohe geometrische Gestaltungsfreiheit und erzielbare Genauigkeit diese Verfahren aus.
Der Fokus der Gruppe liegt im Bereich metallischer Werkstoffe auf den Prozessen Laser Beam Melting, Electron Beam Melting und Binder Jetting. Die ersten beiden Technologien finden bereits heute in der industriellen Fertigung Anwendung und weisen ein sehr starkes Marktwachstum auf. Binder Jetting stellt einen relativ neuen additiven Fertigungsprozess dar, der in der Lage ist durch eine gesteigerte Produktivität zukünftig noch kostengünstigere 3D-Druck-Bauteile zu realisieren.


Innerhalb der Gruppe werden für die oben genannten Prozesse Verbesserungen (Prozessführung, Anlagentechnik) realisiert und diese in gemeinsamen Entwicklungsprojekten mit den Anlagenherstellern für die gesamte Branche nutzbar gemacht. Hauptziel ist neben der Steigerung der Prozessstabilität eine einhergehende Steigerung der Effizienz. Diese beiden Ziele werden innerhalb der Gruppe ebenso in FuE-Projekten zur Materialentwicklung berücksichtigt. Darüber hinaus können für Kunden Bauteile und Prototypen gefertigt und beratende Dienstleistungen angeboten werden.
Beispielhafte Projekte zur Prozessverbesserung sind unter anderem die Homogenisierung der Prozesstemperatur über gradierte Prozessparameter, sowie das Verständnis und die Nutzbarmachung der thermischen Randbedingungen im Prozess mit Hinblick auf die resultierenden mechanischen Eigenschaften (PAULA, QuBaOpt, FAMFatigue). Der Fokus liegt dabei auf der Verarbeitung innovativer Aluminium- und Titanwerkstoffe. Im Hinblick auf die Prozessverbesserung liegt der Fokus jedoch nicht ausschließlich auf dem Herstellprozess der Bauteile an sich, sondern darüber hinaus auch auf den resultierenden Verbesserungen der gefertigten Bauteile durch die direkte Einbringung von Funktionen. Darüber hinaus findet die Entwicklung stabiler und effizienter Prozessparameter für die Verarbeitung neuer, ideal auf additive Verfahren zugeschnittene Werkstoffe statt. Einen Schwerpunkt bilden hier neuartige Stähle, zum Beispiel für die Automobilindustrie, sowie neue Funktionswerkstoffe etwa für medizintechnische Anwendungen (HTCS-SLM, BioLAS). Übergreifend werden Ansätze zur Wiederaufbereitung der im Prozess teilweise notwendigen Stützstrukturen verfolgt, um den Materialnutzungsgrad weiter zu erhöhen.

Nozzle Based Processes

Düsenbasierte additive Fertigungsverfahren gibt es in vielen Verfahrensvarianten. Sie zeichnen sich im Gegensatz zu den pulverbettbasierten Verfahren durch eine einfache Skalierbarkeit sowie höhere Flexibilität aus. Beispielsweise können deutlich einfacher mehrere Materialien in einem Prozess verarbeitet werden.
Es werden die industriell relevantesten Verfahren im Bereich der Kunststoffe (Fused Deposition Modelling (FDM)) und Metalle (Laser Metal Deposition (LMD)) behandelt.
Umsatzchancen ergeben sich durch die Entwicklung, Patentierung und Lizensierung von Prozessverbesserungen (Prozessführung / Anlagentechnik) sowie durch gemeinsame Entwicklungsprojekte mit den Anlagenherstellern. Zusätzlich können Bauteile und Prototypen für Kunden gefertigt und beratende Dienstleistungen angeboten werden. Es wird zusätzlich FuE-Tätigkeiten in gemeinsamen FuE-Projekten zur Materialentwicklung geben.