Beschleunigung der Additiven Fertigung von Metallbauteilen mindestens um den Faktor 10 – mit diesem Ziel startete 2017 das Fraunhofer-Leitprojekt »futureAM – Next Generation Additive Manufacturing«. Sechs Fraunhofer-Institute erreichten nun bis zum Projektende im November 2020 gemeinsam Technologiesprünge in der Systemtechnik, bei den Werkstoffen und in der Prozessführung sowie bei der durchgängigen Digitalisierung und steigerten so Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Metal Additive Manufacturing entlang der gesamten Prozesskette.

Im Mittelpunkt der Aktivitäten von futureAM steht zum einen die ganzheitliche Sicht auf die digitale und physische Wertschöpfung vom Auftragseingang bis zum fertigen metallischen 3D-Druck-Bauteil, zum anderen der Sprung in eine neue Technologie-Generation der Additiven Fertigung. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Virtual Lab, welches Kompetenzen digital bündelt und den gesamten AM-Prozess für alle beteiligten Partner transparent macht. »Wir stehen jetzt an der Schwelle zur industriellen Umsetzung«, sagt Christian Tenbrock, Gruppenleiter am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und futureAM-Projektleiter. »Die gemeinschaftlich gewonnene Expertise soll nun in die industrielle Anwendung überführt werden.«


Virtual Lab bündelt Kompetenzen

Eine große Herausforderung bei futureAM war das institutsübergreifende Zusammenspiel aller Teilnehmer, die teilweise sehr unterschiedliche Bereiche der gesamten Prozesskette abdecken. Bewährt hat sich dabei das Virtual Lab, das als digitale Plattform den Austausch über alle AM-Aufgabenfelder und -Akteure sicherstellt. In diesem Kontext hat die Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT beispielsweise verschiedenste Softwaretools zur Auslegung von AM Bauteilen entwickelt. Auf diese Weise entstehen webbasierte Simulations-Tools für Metall AM, mit denen auch Einsteiger arbeiten können.

Multi-Material-Bauteile ohne nachgelagertes Fügen

Im Handlungsfeld »Werkstoffe« erforschte das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, welche Materialien sich in einem Bauteil miteinander kombinieren lassen und welche Probleme dabei auftreten. Unter anderem behandelten die Dresdner die Erweiterung des einsetzbaren Spektrums additiv verarbeitungsfähiger Hochtemperaturwerkstoffe und erforschten, wie diese in einer Multi-Material-Bauweise vereint werden können. Ein spannendes Ergebnis brachte das Zusammenspiel von Laserauftragschweißen (Laser Material Deposition, LMD) und Künstlicher Intelligenz (KI) zutage: Mit Hilfe KI-gestützter Prozessanalyse lassen sich verschiedenste Einflussfaktoren analysieren und so der Fertigungsprozess optimieren. Wie gut dies bereits funktioniert, demonstriert das Fraunhofer IWS an Multi-Material-Bauteilen aus Nickel und Aluminium. Je nach Bauteilanforderungen nehmen die Forscher wahlweise ein drittes oder viertes Element hinzu, um die Eigenschaften exakt an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.

Bauteil im XXL-Format: Take-off mit Faktor 10

Die Wissenschaftler vom Fraunhofer ILT aus Aachen entwickelten ein Demonstrator-System, das ein Maschinenhersteller gebaut hat. Es ist eine Anlage zum 3D-Druck von Bauteilen im XXL-Maßstab: Per Laser Powder Bed Fusion (LPBF) entstand dank des großen Bauraums (1000 mm x 800 mm x 400 mm) ein Demonstrator-Bauteil für zukünftige Triebwerksgenerationen von Rolls-Royce. Möglich wird dies durch ein neues Maschinensystem mit mobilem Optiksystem. Ähnliche Erfolge gab es auch beim Extremen Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA), mit dem sich nun auch 3D-Bauteile herstellen lassen. Der neu entwickelte Prozess erlaubt extreme Auftragsgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Detailauflösung.

Automatisierte Nachbearbeitung spart Ressourcen

Großes Optimierungspotenzial identifizierten die Forscherinnen und Forscher auch in der Nachbearbeitung. Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz entwickelte daher im Rahmen des Projekts dafür eine automatisierte Lösung. Um das physische Bauteil zunächst zweifelsfrei identifizieren und stets nachverfolgen zu können, wird bei der Fertigung ein Code eingearbeitet und später ausgelesen. Dieser sorgt zudem für einen effizienten und störungsfreien Kopierschutz. Im nächsten Schritt wird die Ist-Geometrie des eingespannten Bauteils von Laserscannern erfasst und durch den Abgleich von Soll- und Ist-Geometrie die optimale Bearbeitungsstrategie abgeleitet. Die Bearbeitung erfolgt anschließend automatisch durch einen Roboter und wird im Prozess durch erneute 3D-Scans verifiziert.

Auf der virtuellen formnext 2020 vom 10. bis zum 12. November haben Sie die Gelegenheit, mit Experten des futureAM-Teams zu sprechen. Anmeldung möglich unter: https://formnext.mesago.com/frankfurt/de.html

Fraunhofer-Leitprojekt »futureAM – Next Generation Additive Manufacturing«

Mit futureAM treibt die Fraunhofer-Gesellschaft die Weiterentwicklung der additiven Fertigung metallischer Bauteile systematisch voran. Im Bereich additive Fertigung gingen diese Institute dazu eine strategische Projektpartnerschaft ein:

  • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen (Projekt-Koordination)
  • Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT, Hamburg
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen
  • Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD, Darmstadt
  • Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden
  • Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz, Dresden

Projektlaufzeit: Juli 2017 – November 2020
www.futuream.fraunhofer.de

Über Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden steht für Innovationen in der Laser- und Oberflächentechnik. Als Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. bietet das Institut Lösungen aus einer Hand – von der Entwicklung neuer Verfahren über die Integration in die Fertigung bis hin zur anwendungsorientierten Unterstützung. Die Felder Systemtechnik und Prozesssimulation ergänzen die Kernkompetenzen. Zu den Technologiefeldern des Fraunhofer IWS gehören PVD- und Nanotechnik, Chemische Oberflächentechnik, Thermische Oberflächentechnik, Generieren und Drucken, Fügen, Laserabtragen und -trennen sowie Mikrotechnik. Das Kompetenzfeld Werkstoffcharakterisierung und -prüfung unterstützt die Forschungsaktivitäten.

Firmenkontakt und Herausgeber der Meldung:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Winterbergstraße 28
01277 Dresden
Telefon: +49 (351) 83391-0
Telefax: +49 (351) 83391-3300
http://www.iws.fraunhofer.de

Ansprechpartner:
Christian Tenbrock
futureAM-Projektleiter / Gruppenleiter Laser Powder Bed Fusion
Telefon: +49 (241) 8906-8350
E-Mail: christian.tenbrock@ilt.fraunhofer.de
Markus Forytta
Leiter Unternehmenskommunikation
Telefon: +49 (351) 83391-3614
Fax: +49 (351) 83391-3300
E-Mail: markus.forytta@iws.fraunhofer.de
Für die oben stehende Pressemitteilung ist allein der jeweils angegebene Herausgeber (siehe Firmenkontakt oben) verantwortlich. Dieser ist in der Regel auch Urheber des Pressetextes, sowie der angehängten Bild-, Ton-, Video-, Medien- und Informationsmaterialien. Die United News Network GmbH übernimmt keine Haftung für die Korrektheit oder Vollständigkeit der dargestellten Meldung. Auch bei Übertragungsfehlern oder anderen Störungen haftet sie nur im Fall von Vorsatz oder grober Fahrlässigkeit. Die Nutzung von hier archivierten Informationen zur Eigeninformation und redaktionellen Weiterverarbeitung ist in der Regel kostenfrei. Bitte klären Sie vor einer Weiterverwendung urheberrechtliche Fragen mit dem angegebenen Herausgeber. Eine systematische Speicherung dieser Daten sowie die Verwendung auch von Teilen dieses Datenbankwerks sind nur mit schriftlicher Genehmigung durch die United News Network GmbH gestattet.

counterpixel

Zusammenhängende Posts

Forschung und Entwicklung

C-Protein und die Bedeutung für Maserninfektionen – therapeutisch nutzbar?

Trotz sicherer und wirksamer Impfstoffe kommt es wegen unzureichender Impfquoten immer wieder zu Masernausbrüchen – auch in Deutschland mit immer wieder auch sehr schweren und in seltenen Fällen tödlichen Krankheitsverläufen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben im Read more…

Forschung und Entwicklung

Gemeinsam gegen Krankheiten. Und für die Gesundheit.

»Forschen für Gesundheit« – in Zeiten von Corona wichtiger und aktueller denn je. Unter diesem Motto berichten die Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung (DZG) in ihrem Magazin »SYNERGIE« zweimal im Jahr über Projekte und Erfolge in Read more…

Forschung und Entwicklung

„Service mit Messenger“ – Aktuelle Ausgabe des Newsletter SERVICE TRENDS jetzt erhältlich

Das X [iks] Institut für Kommunikation und ServiceDesign geht in seiner neuesten Ausgabe des Newsletter SERVICE TRENDS der Frage nach, wie sich die Verwendung von Messenger-Diensten auf den Service auswirkt. Interessierte Leser erfahren, welche Vorteile Read more…