KREATIVE
Konstruktionsmethodik für die hybride Additive Fertigung
Schlagworte
Metal Additive Manufacturing, Hybrid Additive Manufacturing, Design Methodology
Problem
Additive Fertigung umfasst eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Technologien mit spezifischen Vor- und Nachteilen. Bei der Verarbeitung von metallischen Werkstoffen dominiert das pulverbettbasierte Schmelzen von Metallen mittels Laserstrahl (engl. Powder Bed Fusion of Metals using a Laser Beam, kurz: PBFLB/M). Hiermit können hohe Detaillierungsgrade erzielt sowie die Fertigung von filigranen und innenliegenden Strukturen realisiert werden. Die draht- und lichtbogenbasierte Additive Fertigung (engl. Wire Arc Additive Manufacturing, kurz: WAAM) zeichnet sich im Vergleich zum PBF-LB/M durch hohe Auftragsraten und ein nahezu uneingeschränktes Bauvolumen aus. Die erzielbare Auflösung ist jedoch gering, sodass keine filigranen Strukturen gefertigt werden können. Auch innenliegende Geometrien, wie beispielsweise Kühlkanäle, sind nicht umsetzbar
Die hybride Additive Fertigung bietet die Möglichkeit, die oben genannten Restriktionen der Verfahren aufzuheben und den Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Sie bezeichnet eine Kombination von unterschiedlichen additiven Fertigungsverfahren, aber auch die Kombination eines additiven mit einer etablierten und kostengünstigen konventionellen Herstellungsmethode. Beide genannten Ansätze können geeignet sein, um wirtschaftliche und funktionelle Ziele bei der Bauteilgestaltung und -fertigung zu vereinen.
Ziel
Das Ziel des Forschungsvorhabens KREATIVE ist der Aufbau einer Konstruktionsmethodik für die Fertigung eines Bauteils durch die Kombination unterschiedlicher Fertigungsverfahren. Dabei werden neben der Fertigbarkeit des Bauteils auch Faktoren wie geringere Kosten, verbesserte Funktionalität und erhöhte Ressourceneffizienz betrachtet. Für die Produktentwicklungsphase werden Modellierungs- und Entwurfsverfahren eingesetzt. Die Auslegung der Bauteile wird durch Werkzeuge wie die Topologieoptimierung unterstützt.
Projektdauer
September 2023 bis August 2026
Partner
iwis SE & Co. KG, STÖGER AUTOMATION GmbH, Lehrstuhl für Produktentwicklung und Leichtbau (LPL), Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb).
Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
