AM Lab

Der Forschungsbereich Additive Fertigung am IfW widmet sich intensiv den innovativen Technologien des Powder Bed Fusion (PBF-LB/M) und Directed Energy Deposition (DED-LB/M) mittels Laserstrahl. Unsere Arbeit betrachtet diese Prozesse aus einer produktionstechnischen Perspektive, um ihre Effizienz und Anwendbarkeit in der industriellen Anwendung zu maximieren. Erfahren Sie mehr über unsere Projekte und wie wir durch innovative Forschung die Zukunft der Fertigungstechnologien gestalten.

Themenfelder

Forschungsprojekte Abschlussarbeiten

Am IfW fokussieren wir uns auf drei zentrale Themenfelder, die für die industrielle Anwendung der additiven Fertigung (AM) aus unserer Sicht entscheidend sind: Anlagentechnik, die additive-subtraktive Prozesskette und die Anwendung von AM-Methoden.

  1. Anlagentechnik: Wir analysieren verschiedene Aspekte von AM-Anlagen, beispielsweise das Temperaturmanagement in der Bauplattform oder die Möglichkeit, Pulver mit KI-basierten Systemen in situ zu charakterisieren.

  2. Additiv-subtraktive Prozesskette: Die Interaktionen zwischen den einzelnen Prozessschritten sind entscheidend für die späteren Produkteigenschaften. Durch unsere Forschung verbessern wir sowohl die mikro- als auch die makroskopischen Eigenschaften und ermöglichen somit eine erhebliche Verbesserung der gesamten Prozesskette.

  3. Anwendung von AM-Methoden: Hier beschäftigen wir uns mit der Erzeugung innovativer Strukturen für Werkzeuge und Werkzeugmaschinenkomponenten sowie komplexer Bauteile für Branchen wie die Luft- und Raumfahrt. Unser Ziel ist es, durch die Optimierung der Prozessparameter anspruchsvolle Aufgaben zu bewältigen und den Prozess zu perfektionieren.

Unsere Forschung und Entwicklungen tragen dazu bei, die additive Fertigung auf ein neues Level zu heben und ihre industrielle Anwendbarkeit weiter zu steigern.

 

Neu bei uns: Das Röntgendiffraktometer DR45

Mit dem Röntgendiffraktometer DR45 der Firma Stresstech können komplexe Eigenspannungszustände an additiv hergestellten Proben zerstörungsfrei und dank der Flächendetektoren sehr schnell gemessen werden.

PBF-LB/M Miniaturbauteile

Die Abbildung zeigt zwei kleine, im PBF-LB/M-Verfahren hergestellte Proben neben einer 5-Cent-Münze als Größenvergleich. Links eine rechteckige Probe mit dem IfW-Logo, rechts eine komplexere Struktur mit verschiedenen geometrischen Formen.

Eingesetzte Prozesse

PBF-LB/M

Das metall- und laserbasierte Powder Bed Fusion (PBF-LB/M) Verfahren. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von Bauteilstrukturen im Mikrometerbereich. Es zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, komplexe Strukturen mit minimalen Schichtstärken von 10 µm zu erzeugen. Zudem können Überhänge und gitterartige Strukturen mit Aufbauraten von bis zu 100 cm3/h hergestellt werden. PBF-LB/M wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und im Automobilbau eingesetzt, um maßgeschneiderte, leistungsstarke Komponenten mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften zu produzieren. 

DED Prozess

DED-LB/M

Das metall- und laserbasierte Directed Energy Deposition (DED-LB/M) Verfahren ermöglicht die präzise Auftragung von Material auf bestehende Strukturen oder die Herstellung großer Bauteilstrukturen. Es zeichnet sich durch seine Flexibilität in der Materialzufuhr und die Fähigkeit aus, komplexe Geometrien und große Bauteile effizient mit Aufbauraten von bis zu 500 cm3/ zu produzieren. DED findet breite Anwendung in Reperaturprozessen, der Beschichtung von Oberflächen und der Herstellung von Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, dem Formenbau sowie im Energiesektor. 

Maschinen

Die TruPrint 1000 ist klein und robust, intuitiv bedienbar, zuverlässig und druckt hochauflösend in hoher Geschwindigkeit. Die Maschine eignet sich für den schnellen Einstieg in die Technik und die Kleinserienproduktion. Die Maschine ist mit einer Glovebox ausgestattet, wodurch die Produktivität maximiert wird. Zudem ermöglicht der besonders kleine Strahldurchmesser im Fokuspunkt die Erzeugung von äußerst kleinen und filigranen Details und Bauteilen.​

 Maschinenspezifikationen im Detail:

Bauvolumen (Zylinder)​

Ø 98,5 x H 100 mm x mm​

Schichtdicke​

10-100 μm​

Maximale Laserleistung ​

200 W​

Strahldurchmesser​

30 μm​

Schutzgas​

Stickstoff, Argon​

eingesetzte Werkstoffe​

Edelstähle, Werkzeugstähle, Nickelbasis-, und Titan-Legierungen​

Die Renishaw RenAM 400 ist ein leistungsstarkes additives Fertigungssystem. Es verfügt über verbesserte Funktionen wie ein verbessertes optisches Kontrollsystem, einen Laser mit höherer Leistung und ein besseres Gasflussmanagement. Die RenAM 400 ist in der Lage, hochkomplexe, hochwertige Metallteile mit feinen Details und hervorragenden mechanischen Eigenschaften herzustellen. Seine Vielseitigkeit unterstützt eine Reihe von Metallpulvern und macht es für Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, Medizin und Automobilindustrie geeignet. ​

 Maschinenspezifikationen im Detail:

Bauvolumen ​

250 x 250 × 340 mm​

Schichtdicke​

20-100 μm​

Maximale Laserleistung​

400 W​

Strahldurchmesser​

70 μm​

Schutzgas​

Stickstoff, Argon​

eingesetzte Werkstoffe​

 Warmarbeitsstahl (1.2709)

 

DMG Mori LASERTEC 65 3D hybrid ist eine einzigartige Integration additiver und subtraktiver Fertigungsverfahren. Dieses Hybridsystem kombiniert Laserauftragschweißen mit hochpräzisem 5-Achs-Fräsen und ermöglicht so die Erstellung komplexer Geometrien und feiner Details in einer einzigen Aufspannung. Die LASERTEC 65 3D hybrid zeichnet sich durch die Herstellung hochwertiger Metallteile mit komplexen Innenstrukturen aus und ist damit ideal für anspruchsvolle Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, die Medizin und die Automobilindustrie. ​

Maschinenspezifikationen im Detail:

Bauvolumen ​

650 × 650 × 560 mm​

Maximale Laserleistung​

2000 W ​

Strahldurchmesser​

1,6 oder 3 mm​

Pulverzufuhrrate​

bis zu 2 kg/h​

Beschichtungsgeschwindigkeit ​

6 m/s2​

Schutzgas​

Argon​

eingesetzte Werkstoffe​

 Edelstähle, Stähle, Kupferlegierungen

Kontakt

Dieses Bild zeigt Clemens Maucher

Clemens Maucher

M. Sc.

Akademischer Mitarbeiter

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