AM PROZESSE

Die Abteilung AM Prozesse befasst sich mit der Entwicklung und Optimierung von Werkstoffen, Fertigungsverfahren und Nachbehandlungsschritten für additiv gefertigte Komponenten. Vorrangiges Ziel ist es, die Herstellungskosten z. B. durch Erhöhung der Prozessgeschwindigkeiten oder geeignete Strahlformung zu minimieren und die Qualität der Bauteile zu optimieren.

© Fraunhofer IAPT
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Entwicklung und Optimierung des Prozesses

In der additiven Fertigung liegt ein Schwerpunkt in der Weiterentwicklung von pulverbettbasierten Prozessen. Hierzu gehören das selektive Laserstrahlschmelzen von Metallen sowie das Selektive Lasersintern von Polymeren. Ein strategisches Ziel der Abteilung ist es, die Verfahren hinsichtlich der Kosten und der Produktivität durch Entwicklung neuer Prozesstechniken und Aufbaustrategien zu optimieren. Hierbei spielen u. a. die Lage des Bauteils im Pulverbett sowie die Form und Geometrie des Laserstrahls eine entscheidende Rolle. Beabsichtigt ist, eine wirtschaftliche Alternative bei der Herstellung von individualisierten Prototypen, Ersatzteilen und Kleinserien anbieten zu können. Dies gilt für Bauteile aus Metallen sowie für Bauteile aus Polymeren.

Eine zentrale Forschungsaufgabe der Abteilung ist es, geeignete Systemkomponenten zu entwickeln und in den Aufbauprozess zu integrieren. Einen weiteren Schwerpunkt der Abteilung bilden extrusionsbasierte additive Fertigungsverfahren wie der Filamentdruck von Polymeren sowie das binderbasierte Drucken von Metallen für Prototypen und zukünftig auch für die Serienfertigung. Der Umgang mit losem, feinkörnigem Metallpulver stellt derzeit noch eine Gefahrenquelle sowohl hinsichtlich des Arbeitsals auch des Gesundheitsschutzes dar. Für die sichere additive Produktion entwickelt das Fraunhofer IAPT spezielle Absaugungs- und Überwachungskomponenten.

 

Finishing

Um additiv gefertigte Bauteile einsetzen zu können, muss zuvor ein geeigneter Finishing-Prozess durchgeführt werden.
Diese Nachbearbeitung muss genauso optimiert werden wie der eigentliche Herstellungsprozess. Letztendlich ist die gesamte Prozesskette für die Kosten des Bauteils verantwortlich. Die Weiterentwicklung von Oberflächen- und Nachbearbeitungsverfahren wird am Fraunhofer IAPT in einer eigenen Arbeitsgruppe intensiv untersucht und für Kunden angepasst.

 

(FKZ: 16KN021234)

Projekt LHASA

Im Projekt LHASA haben wir mittels einer Kombination von konventioneller und additiver Fertigung Bauteile aus innovativen, warmfesten Aluminiumlegierungen generiert. Die passgenaue Bauteilausrichtung im hybriden Fertigungsprozess wurde durch ein spezielles Sensorkonzept sichergestellt.

(SPP2122 / 409807874)

Disentangled UHMWPE

Zusammen mit der Universität Hamburg untersuchen wir im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms SPP 2122 die Verarbeitbarkeit maßgeschneiderter Polymere für die additive Fertigung im Pulverbett.

Industrieprojekt

Smart Finish

Im Projekt Smart Finish haben wir die Oberflächengüte additiv gefertigter Bauteile aus Aluminium, Stahl und Titan im Anschluss an verschiedene Nachbearbeitungsverfahren systematisch untersucht und deren Eignung aus technischer und wirtschaftlicher Sicht bewertet.

(FKZ: EM 95/2-1)

Projekt FamFatigue

Im Projekt FamFatigue wurde der Einfluss verschiedener Scanstrategien auf Gefüge und mechanische Eigenschaften von Aluminium- und Titanwerkstoffen untersucht. Die Prozessführung wurde hinsichtlich der Maximierung der Ermüdungsbeständigkeit dynamisch belasteter Bauteile optimiert.

(FKZ: ZF4547817DE8)

SinTiM

Im Projekt SinTiM entwickeln wir einen 3D-Drucker, mit dem die direkte Verarbeitung granularer Feedstocks auf Metallpulverbasis ermöglicht wird. Das kostengünstige Verfahren erlaubt die schnelle und kostengünstige Herstellung metallischer Prototypen und Ersatzteile.