Metallbasierte Additive Fertigung

Generative Fertigung: Laser-Strahlschmelzen

Die verwendeten Werkstoffe müssen zunächst in feiner Pulverform vorliegen, um davon eine dünne Schicht auf die Bauplattform auftragen zu können. Anschließend schmilzt ein leistungsstarker Laser das Pulver selektiv auf (engl. laser beam melting, LBM). An welchen Stellen belichtet wird, erschließt sich direkt aus den CAD-Daten des zu fertigenden Bauteils. So wird es möglich, komplexeste Strukturen werkzeuglos zu realisieren, die bei geringem Gewicht höchste Stabilität erzielen können. Zudem ist eine neue Form der Funktionsintegration möglich. Beispielsweise können während des Bauprozesses Kavitäten freigelassen werden, um so Sensorik in Vollmaterialbauteile zu integrieren. Auf diesem Weg können in Bauteilen an Stellen Informationen gesammelt werden, die ansonsten nur schwer oder gar nicht erreichbar sind.

Funktionsintegration durch Multimateriallösungen

Ein weiteres Forschungsgebiet zur Funktionsintegration stellt die Multimaterialverarbeitung dar, bei der mindestens zwei unterschiedliche Materialien verwendet werden. Diese können dann eine beliebige Verteilung sowohl in Aufbaurichtung als auch in der Bauebene aufweisen. Eine mögliche Anwendung wäre beispielsweise ein Hartmetallwerkzeug mit integrierten Kühlkanälen aus Kupfer. Auch kann mit dieser Technik eine Kontaktierung der integrierten Sensorik erfolgen. Die Entwicklung von Multimateriallösungen ist eine Kernkompetenz des Fraunhofer IGCV.

Additive Fertigung in der Industrie

Um das Verfahren allgemein noch wirtschaftlicher zu gestalten, findet eine ständige Optimierung bezüglich In-, Pre- und Post-Process statt. Es werden also ständig innovative Verbesserungen bezüglich des Vorbereitens der CAD- und Baujobdaten, dem Rüsten und Vorbereiten der Laser-Strahlschmelzanlagen bis hin zur Nachbearbeitung der Bauteile und einem idealen Pulverrecycling umgesetzt. An diesen und anderen Forschungsschwerpunkten setzt das Fraunhofer IGCV auf dem neusten Stand der Technik an, um weiterhin Qualität und Effizienz zu steigern, Kosten zu senken und so das rasante Voranschreiten der Additiven Fertigung in der Industrie weiter voranzutreiben.