GEPROBA: Entwicklung eines Hochleistungsprozesses für die AF

Ziel ist es, im Projekt GEPROBA das Verfahren Wire-arc Directed Energy Deposition (waDED) für die Herstellung großer und komplexer Fahrzeugbauteile effizienter und nachhaltiger zu gestalten. (Bilder: AIT Zinner)

Mathias Silmbroth
LKR-Experte und Leiter des Projekts

„Mit GEPROBA schaffen wir die Grundlage für eine industrielle Nutzung der waDED-Technologie, die nicht nur eine höhere Produktivität, sondern auch mehr Nachhaltigkeit in der Fertigung ermöglicht. Unsere Innovationen eröffnen neue Möglichkeiten, um große Fahrzeugkomponenten effizient, ressourcenschonend und zukunftsorientiert herzustellen.“

Besonders für die Schwerfahrzeugindustrie ergeben sich durch diese Technologie neue Möglichkeiten in der Produktion von Bauteilen aus Aluminium, Stahl und Kupfer.

waDED vereint die Flexibilität additiver Fertigungsverfahren mit der Zugänglichkeit bewährter industrieller Technologien. Die Nutzung standardisierter Schweißquellen und Industrieroboter ermöglicht eine einfache Implementierung in bestehende Produktionsumgebungen. GEPROBA geht jedoch einen Schritt weiter: Durch die Entwicklung neuer Hochleistungsbrenner, angepasster Stromquellen und innovativer Sonderdrähte sollen die Materialaufbauraten auf bis zu 15 kg/h für Aluminium und 20 kg/h für Stahl und Kupfer gesteigert werden. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Herstellung großer Bauteile effizienter und wirtschaftlicher zu machen.

In früheren Projekten wurden bereits vom LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen erfolgreich komplexe Demonstratoren wie Crashboxen und Radfelgen durch waDED gefertigt. Mit GEPROBA wird diese Expertise nun auf weitere Materialien wie Stahl und Kupfer ausgeweitet.

Herstellung komplexer Geometrien

Im Projekt wird das optimierte Verfahren an Bauteilen für LKW-Anhänger, Elektromotoren und Batteriesysteme getestet. Die Designphase stellt sicher, dass diese Bauteile prozessgerecht und topologieoptimiert gefertigt werden können. Dies ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien, die mit konventionellen Verfahren wie Gießen oder Fräsen kaum zu realisieren sind und zu einem deutlich höheren Materialverbrauch führen würden. Zudem wird ein neuer Workflow für waDED-spezifische Topologieoptimierungen entwickelt, der die ressourcenschonende Fertigung der Zukunft unterstützt. Hybridfertigungsansätze wie Gießen kombiniert mit waDED eröffnen zusätzliche Potenziale. Neben der prozesstechnischen Weiterentwicklung steht auch die Nachhaltigkeit im Fokus. Ein umfassendes Life Cycle Assessment (LCA) liefert Daten zur Energieeffizienz und zum CO₂-Fußabdruck der gefertigten Bauteile – sowohl während der Produktion als auch in der späteren Nutzungsphase. Dies ermöglicht eine fundierte Bewertung des ökologischen Potenzials waDED-gefertigter Komponenten.

Grundlage für eine industrielle Nutzung

Das LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen bringt in GEPROBA seine umfangreiche Erfahrung in der Werkstoffentwicklung und Prozessoptimierung ein. In früheren Projekten wurden bereits erfolgreich komplexe Demonstratoren wie Crashboxen und Radfelgen durch waDED gefertigt. Mit GEPROBA wird diese Expertise nun auf weitere Materialien wie Stahl und Kupfer ausgeweitet und der Weg für eine breitere industrielle Nutzung geebnet.

LKR-Experte Mathias Silmbroth, der das Projekt leitet, erklärt: „Mit GEPROBA schaffen wir die Grundlage für eine industrielle Nutzung der waDED-Technologie, die nicht nur eine höhere Produktivität, sondern auch mehr Nachhaltigkeit in der Fertigung ermöglicht. Unsere Innovationen eröffnen neue Möglichkeiten, um große Fahrzeugkomponenten effizient, ressourcenschonend und zukunftsorientiert herzustellen.“