Additive Fertigung | Additive Manufacturing (AM)

Die zunehmende industrielle Relevanz des Laser-Strahlschmelzens (LPBF) zur Fertigung metallischer Bauteile hat in den letzten Jahren nicht nur zu neuen Entwicklungen geführt, sondern auch Limitationen aufgezeigt. Zur Untersuchung einer Übertragbarkeit der elektrofotographischen Pulverapplikation auf den LBM-Prozess werden im Projekt PHOTOAM die Prozessphasen sequenziell untersucht. So wird essentielles Prozesswissen erarbeitet, eine Anlagenimplementierung vorbereitet und die Erschließung der Potenziale für die Additive Fertigung vorangetrieben.

Kunden erwarten inzwischen erhöhte Anpassungs- und Konfigurationsmöglichkeiten für ihre Produkte bei gleichzeitig erhöhtem Qualitätsanspruch. Im Gegensatz zu bisherigen Konfigurationslösungen erlaubt es InnoCyFer dem Kunden, in den Produktentwicklungsprozess einzugreifen und eigene Produktvorstellungen einzubringen mithilfe flexibler Fertigungssysteme. InnoCyFer fasst derartige Anlagen und intelligente Objekte als Cyber-Physische Fertigungssystem zusammen.

Was bei der Produktentwicklung und Baudatenvorbereitung beachtet werden muss, um mechatronische Multimaterial-Bauteile und Sensoren zu integrieren, untersuchten die Forschenden im inzwischen abgeschlossenen Projekt »MULTIPE«. Hierbei sollte auch die die Vorgehensweise bei der Gestaltfindung von Bauteilen (beispielsweise Greifer) optimiert werden.

Das Forschungsprojekt MULTISURV erforschte in Zusammenarbeit mit dem Multimaterialzentrum Augsburg Methoden der Prozessüberwachung bei der Multimaterialverarbeitung. Beispiele dafür sind die Pulverbettüberwachung und die Qualitätskontrolle verfestigter Schichten, beides mittels aktiver Thermografie. Ein weiteres Gebiet stellt die Spektroskopische Analyse der Prozessemissionen dar.

Ziel des Projekts HYBDED ist die Implementierung mechatronischer Komponenten in ein kaltgasgespritztes Bauteil mittels RFID-Tag, wodurch eine hohe Auftragsrate und damit kurze Fertigungszeiten ermöglicht werden. Mit der Integration von Sensoren in Bauteile können Daten an bisher nicht oder nur sehr schwer zugänglichen Positionen erfasst werden.

Die additive Fertigung von großvolumigen Multimaterialbauteilen mittels des Roboter-geführten Kaltgasspritzens eignet sich beispielsweise für Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt.

Im Projekt ODE_AM werden metallische additive Fertigungsverfahren mithilfe von Ontologien und Wissensgraphen optimiert und eine Materialdatenbank für additive Fertigungsverfahren, unter anderem selektives Laserstrahlschmelzen, aufgebaut.

Additive Fertigung macht es möglich Bauteile mit komplexen Geometrien herzustellen. Durch die Flexibilität in der Fertigung wird aber auch die Reinigung der teils sehr filigranen Teile immer komplexer, weshalb konventionelle Bauteilreinigungsmethoden nicht ausreichen und die Bauteile beschädigen könnten. Das Projekt MULTIREIN konzentrierte sich auf die bauteilspezifische Reinigung additiv gefertigter Teile in mehreren Schritten.

Wichtig ist es bei der additiven Verarbeitung von Materialkombinationen, Pulverwerkstoffe wieder verwenden zu können. Werden mehrere Metallpulver eingesetzt, vermischen sich diese beim Multimaterial-Laserstrahlschmelzprozess (LBM-Prozess) zu einem gewissen Grad. Jedoch kann nicht verfestigtes Metallpulver nach dem Bauprozess aufbereitet und für weitere Baujobs erneut eingesetzt werden (Projekt »MULTITRENN«). Die Mitarbeitenden testeten hierfür relevante Sortierverfahren und entwickelten sie zu einer industrietauglichen Lösung weiter.

Mit der Multimaterialverarbeitung von drei Werkstoffen beschäftigten sich die Forschenden im Projekt »DIELEKTRO«. Ziel war, metallische Strukturbauteile mit elektrischen Komponenten zu kombinieren. Dabei mussten Hardwarekomponenten berücksichtigt und der Fertigungsprozess – speziell für nichtleitende Materialien wie Keramik- oder Glaswerkstoffe – weiterentwickelt werden.