Forschung
Simulation der Temperaturentwicklung und Porosität im additiven Fertigungsverfahren "Powder-Bed-Fusion". - © Fraunhofer IWM
07.07.2022

Spitzenforschung in der Additiven Fertigung

Spitzenforschung in der Additiven Fertigung

Das Fraunhofer IWM und das Kunststoff-Zentrum SKZ forschen gemeinsam mit Experimenten und Simulationen an einem verbesserten Prozessverständnis des additiven Produktionsverfahrens „Powder Bed Fusion“. Die erzielten Forschungsergebnisse zeigten kürzlich großen Erfolg bei der internationalen Fachkonferenz auf Schloss Montabaur.

Das IWM aus Freiburg und das SKZ aus Würzburg sind als Tandempartner Teil des größten deutschen Forschungsnetzwerks MATframe, das sich mit dem pulverbasierten 3D-Druck (Powder Bed Fusion bzw. PBF) auseinandersetzt. 27 Universitäten und Institute aus ganz Deutschland forschen gemeinsam an neuen Materialien, Prozesshilfsmitteln und begleitenden Simulationen, um derzeitige Hürden der additiven Fertigung zu überwinden. Die Forschenden untersuchen dabei sowohl metall- als auch kunststoffbasierte Verfahren mit dem Ziel, diese weiter in die industrielle Anwendung zu bringen. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Schwerpunktprogramm (SPP2122; BI-1859/2-2; BA 1841/32-2) verfügt durch die Vielzahl an beteiligten Laboren über einen umfassenden Pool an Geräten und Analyseverfahren und eröffnet so eine ideale Basis, um Prozesse grundlegend zu verstehen und weitere Innovationen abzuleiten.

Preis für Simulationsergebnisse

Das gemeinsame Ziel der Tandempartner IWM und SKZ besteht darin, den komplexen additiven Fertigungsprozess des PBF für Polymere durch so genannte „dimensionslose Kennzahlen“ zu beschreiben (Projekt-ID: 409621284). Am IWM werden dazu numerische Simulationsverfahren entwickelt. Die Forschungsarbeit wird vom SKZ durch PBF-Experimente zur Erweiterung des Prozessverständnisses ergänzt. Dadurch sollen zukünftig etwa optimierte Material- und Prozessdaten frühzeitig identifiziert und aufeinander abgestimmt werden. Bisher sind dazu meist umfangreiche, zeitaufwendige trial-and-error-Versuche notwendig, um bestmögliche und reproduzierbare Prozessparameter für eine Laseranlage einstellen zu können.

Im Rahmen einer international besuchten Konferenz auf Schloss Montabaur wurden Ergebnisse aus dem Projekt dem Fachpublikum präsentiert. Der Projektleiter des Fraunhofer IWM, Dr. Claas Bierwisch, konnte mit seinen Erkenntnissen die Jury überzeugen und belegte den 1. Platz im Wettbewerb der wissenschaftlichen Poster dieser Konferenz. Industriefirmen sind im laufenden Prozess auch weiterhin gerne dazu eingeladen, Pulver für simulative und experimentelle Untersuchungen bereitzustellen und somit nicht nur einen wertvollen Beitrag für ein verbessertes Prozessverständnis zu liefern, sondern das eigene Knowhow zu erweitern. Zudem kann an die Ergebnisse in weitergehenden Industriekooperationsprojekten angeknüpft werden.

Kontakt:

Moritz Grünewald, SKZ-KFE gGmbH, Scientist Materialentwicklung und -prüfung, E-Mail: m.gruenewald@skz.de, Telefon: +49 931 4104-352
Dr. rer. nat. Claas Bierwisch, Stellvertretender Gruppenleiter Pulvertechnologie und Fluiddynamik, E-Mail: claas.bierwisch@iwm.fraunhofer.de, Telefon: +49 761 5142-347

(Nach Presseinformation Fraunhofer IWM / SKZ)

Schlagworte

Additive FertigungForschungForschungsergebnissePolymerePowder Bed FusionSimulation

Verwandte Artikel

Zusammensetzungen und Eigenschaften präzise, schnell und kostengünstig erfassen, um passende Materialkombinationen in Zukunft zum Beispiel aus Sekundärmaterialien zu finden – ein digitales Ökosystem für eine resiliente und nachhaltige Versorgung mit Funktionswerkstoffen erforscht das Fraunhofer-Leitprojekt ORCHESTER unter Mitwirkung des Fraunhofer IWS.
19.12.2024

Werkstoff- und Prozesslösungen für Herausforderungen bei Rohstoffengpässen

Das Fraunhofer IWS beteiligt sich an einem neuen Fraunhofer-Leitprojekt. Ziel ist es, die Versorgung mit Werkstoffen für die Energiewende zu sichern.

Energiewende Kobalt Lithium Materialengpässe Recycling Rohstoffe Rohstoffmangel Sekundärrohstoffe Seltene Erden Simulation
Mehr erfahren
Rückblick auf die CADFEM Conference 2024 in Darmstadt mit über 700 Teilnehmern - hier Blick ins Plenum.
17.11.2024

Neue internationale Conference Series zu Digital Engineering

Um sich über die virtuelle Simulation auszutauschen, bietet CADFEM in 2025 eine neue Conference Series an, bei der es unter anderem um Expertenwissen und Best-Practice-Be...

Digital Engineering Digitalisierung Simulation Software
Mehr erfahren
Mit der aktuell im Aufbau befindlichen Anlage lassen sich mithilfe von LCoS-SLMs durch gezielte Krümmung der Phasenfront des Laserstrahls nahezu beliebige Strahlprofile im LPBFProzess erzeugen.
11.11.2024

Flexible Strahlformungs-Plattform optimiert LPBF-Prozesse

Neuer Ansatz in der Strahlformung macht die additive Fertigung flexibler und effizienter: Das Fraunhofer ILT hat eine neue Plattform entwickelt, mit der Laser Powder Bed...

Additive Fertigung Laser Powder Bed Fusion LPBF SLM Spatial Light Modulators Strahlformung
Mehr erfahren
SEAT (Daniel Cortina) und Hexagon (Josh Weiss) beschließen Partnerschaft.
31.10.2024

Beschleunigte Fertigungseffizienz und Industrialisierung neuer Autos

Hexagon hat seine Zusammenarbeit mit dem Automobilhersteller SEAT S.A. ausgeweitet, die auf einer 25-jährigen Partnerschaft mit der Abteilung Manufacturing Intelligence b...

Automobilindustrie Digitalisierung Fertigungsprozesse Prozesssimulation Prüfprozesse Prüftechnik Qualitätssicherung Sensorik Simulation Software
Mehr erfahren
Übergabe der arc405 für den 3D-Metalldruck großer Bauteile an die TU Dortmund. (v.l.) Janis Blattner (GEFERTEC), Manuel Pinho Ferreira (TU Dortmund), Karsten Steuer (GEFERTEC).
25.10.2024

Eine arc405 von GEFERTEC für Forschungsprojekte

Am Lehrstuhl für Werkstofftechnologie an der TU Dortmund wird das Portfolio der Verfahren, die für die Forschung zur Verfügung stehen, um das WAAM-Verfahren erweitert. Z...

Additive Fertigung Automation Automatisierung Maschinenbau Titan WAAM Werkstofftechnik Wire Arc Additive Manufacturing
Mehr erfahren