Die Branchenplattform von x-technik
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Die Etablierung von additiven Fertigungstechnologien in modernen und flexiblen Fertigungsketten wie etwa der drahtbasierten Additiven Fertigung (engl. Wire-based additive manufacturing, WAM) schreitet stetig voran. Dieses Verfahren gehört zur Gruppe der Directed Energy Deposition-Prozesse. Fokus der Forschungsarbeiten der vergangenen Jahre am Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen ist dabei besonders die Entwicklung neuer Drahtmaterialien mit verbessertem Eigenschaftsportfolio neben optimierter additiver Verarbeitbarkeit, deren Verarbeitung bis hin zur Fertigung geeigneter Funktionsmuster gezeigt wird.
Metallische Gewindeeinsätze sind eine etablierte Variante, um lösbare und sichere Verbindungen in Fused-Layer-Modeling (FLM)-Bauteilen zu schaffen. Untersuchungen am ILK der TU Dresden zeigen, dass die Belastbarkeit solcher Gewindeeinsätze signifikant von den Druckparametern sowie der Fügezonengestaltung im FLM-Bauteil beeinflusst wird. Nun ist ein Forschungsprojekt zur Erarbeitung praxisrelevanter Gestaltungsrichtlinien gestartet, um die Auslegung von Fügezonen für Gewindeeinsätze in FLM-Bauteilen zu ermöglichen.
Biofabrikation oder 3D-Biodruck zielt darauf ab, Gewebekonstrukte für zahlreiche Anwendungen herzustellen, darunter tierversuchsfreie Tests, Arzneimittelscreening und regenerative Medizin. Ein entscheidender Aspekt der Technologie ist die Verwendung geeigneter Materialien, um den 3D-Druck lebender Zellen, sogenannte Bioinks, zu ermöglichen. Diese „Biotinten“ müssen die Zellen unterstützen und sie während und nach dem Druckvorgang am Leben erhalten.
Im Rahmen des überbetrieblichen Kooperationsprojekts „Ad-Proc-Add“ des ecoplus Mechatronik-Clusters haben belgische Forscher den Einfluss verschiedener Prozesse innerhalb der additiven-subtraktiven Fertigungsprozesskette (ASM) auf die Qualität des Endprodukts untersucht und empirische Modelle zur Vorhersage der Perlengeometrie für den konventionellen Gas Metal Arc Welding-Prozess und den Cold Metal Transfer-Prozess entwickelt.
Im Rahmen einer gemeinsamen Studie des Instituts für Fertigungstechnik und Photonische Technologien (IFT) an der TU Wien und der Forschungsgesellschaft FOTEC wurden die Auswirkungen variierender Prozessparameter auf die geometrischen und thermomechanischen Eigenschaften von additiv gefertigten Bauteilen untersucht.
Unterschiedliche Material-Härtegrade bei der Additiven Fertigung von TPU-Teilen und anderen thermoplastischen Elastomeren bei gleichem Ausgangsmaterial zu erzielen, klingt im ersten Moment wie Utopie. Dass es möglich ist, zeigen die Ergebnisse der Arbeit des HSS Material Network. Dort wird neben der Qualifizierung von unterschiedlichen Materialien für den HSS-Prozess auch die Möglichkeit erforscht, unterschiedliche Härtegrade in TPU zu erzeugen, indem die Prozessparameter in der Fertigung verändert werden.
Das Direct Manufacturing Research Center (DMRC) an der Universität Paderborn hat sich auf die Erforschung und Anwendung von additiven Fertigungsverfahren spezialisiert und arbeitet in Zusammenarbeit mit Unternehmen aus verschiedenen Branchen, insbesondere der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Energie- und Medizintechnik, an innovativen Anwendungen und Produkten. Besonders relevant sind dabei die Forschungsprojekte zu Rotoren und Gehäusen von elektrischen Maschinen, bei denen das LBM-Verfahren (oder auch LPBF) genutzt wurde.
Das Kunststoff-Zentrum SKZ organisiert mit dem Umzug in die neue Modellfabrik in Würzburg die Forschung und Bildung im Bereich Spritzgießen und Additive Fertigung neu. Ziel ist, die Kompetenzen dieser Fachbereiche weiter zu stärken und die Position des Instituts als führendes anwendungsnahes Kompetenzzentrum für Spritzgießen und Additive Fertigung in Europa weiter auszubauen.
In der Luft- und Raumfahrt sind Werkstoffe mit geringer Dichte und hoher Steifigkeit von besonderer Wichtigkeit, um das Gewicht von Strukturkomponenten zu verringern und damit die Nutzlast (Raumfahrt) oder aber die Reichweite (Luftfahrt) zu erhöhen. Magnesiumlegierungen bilden hier eine geeignete Alternative zu Aluminiumlegierungen, je nach technischer Anforderung an Steifigkeit, Tragfähigkeit, Lastkollektiv etc.
Ein Kooperationsprojekt der Neue Materialien Bayreuth GmbH erforscht, wie der Verbrauch zunehmend knapper Hartmetalle bei der Herstellung von Fräserköpfen annähernd halbiert werden kann. Dabei sollen zudem höhere Standzeiten und geringere Herstellungskosten erreicht werden.
gastkommentar
Vor 20 Jahren wurde der erste kommerzielle DLP-Drucker verkauft. Bis heute ist der DLP-Druck eine Technologie mit flexiblen Einsatzbereichen und viel Potenzial. Wer hätte damals die weltweite Erfolgsgeschichte vorhergesehen?
Der Europäische Forschungsrat (ERC) unterstützt die Forschung von Dr. Rajaprakash Ramachandramoorthy mit einem Starting Grant von 1,5 Millionen Euro für fünf Jahre. Der Leiter der Gruppen „Extreme Nanomechanik“ und „Additive Fertigung“ am Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) will einen Weg erforschen, um dreidimensionale Metall-Mikroarchitekturen für die Anwendung in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) zu produzieren und zu testen. Die Mikroarchitekturen sollen 3D-gedruckt werden, um so die derzeitigen Grenzen der Herstellung zu überwinden.
NLT (Neuro-Linguistisch Texten) – so heißt das Konzept, mit dem Sie Menschen zuverlässig überzeugen. Denn wir verhalten uns von Natur aus nicht rational. Nur über die Emotion können Sie andere dazu motivieren, in Ihrem gewünschten Sinne zu handeln. Aber wie schaffen Sie das? Noch dazu durch einen einzigen Text, den Sie nicht weiter managen müssen? Darauf gibt NLT die Antwort. Aber der Reihe nach:
interview
Frank Herzog hat 1997 das Laserstrahlschmelzen von Metall erfunden und 2001 die weltweit erste Strahlschmelzanlage für Metall auf den Markt gebracht. Als Pionier hat er damit maßgeblich zur Etablierung dieser Technologie beigetragen. Zusammen mit seiner Frau Kerstin Herzog gründete er 2000 die Firma Concept Laser und hat sie bis zur Übernahme durch GE Additive geleitet. Mit der HZG Group unterstützt und fördert er Unternehmen im Bereich der Additiven Fertigung, über Beteiligungen an innovativen Startups als Venture Capital-Investor und das eigene Forschungs- und Entwicklungszentrum NADDCON in Lichtenfels. Auch die Vermittlung eines entsprechenden Mindsets in Schule und Ausbildung ist ihm ein großes, persönliches Anliegen.
MAST3RBoost (Maturing the Production Standards of Ultraporous Structures for High Density Hydrogen Storage Bank Operating on Swinging Temperatures and Low Compression) ist ein europäisches Projekt, das darauf abzielt, durch die Entwicklung einer neuen Generation von ultraporösen Speichermaterialien (Aktivkohlen/ACs und metallorganische Gerüstverbindungen/MOFs) für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge (Straßen- und Schienenverkehr, Luft- und Wassertransport) eine industrietaugliche Lösung für die H₂-Speicherung bei kryogener Speichertemperatur (~ -180 °C) unter Kompression (100 bar) zu schaffen.
Prozessoptimierte hochfeste Aluminiumlegierung für den WAM-Prozess: Die Etablierung von additiven Fertigungstechnologien in modernen und flexiblen Fertigungsketten schreitet stetig voran. Fokus der Forschungsarbeiten der vergangenen Jahre am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum ist dabei besonders die Entwicklung neuer hochfester Zusätze für die drahtbasierte Additive Fertigung (engl. wire-based additive manufacturing, WAM). Hier liegt besonders die robuste Verarbeitbarkeit im Vordergrund, da etwa Rissbildung von hochfesten Aluminiumlegierungen ein Hindernis bezüglich ihres Einsatzes in der Additiven Fertigung darstellen.
Das von der EU mit 6,8 Millionen Euro geförderte Forschungs- und Innovationsprojekt InShaPe hat es sich zum Ziel gesetzt, einen entscheidenden Beitrag zur Weiterentwicklung der pulverbett-basierten Additiven Fertigung von Metallen zu leisten. Im Englischen ist dieses Verfahren bekannt unter dem Begriff Powder Bed Fusion of Metals using Laser Beam (PBF-LB/M) oder auch unter Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Unter Koordination der Technischen Universität München (TUM), hier der Professur für Laser-based Additive Manufacturing, arbeiten im Projekt zehn Partner aus sieben Ländern zusammen.
Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben im Auftrag des Deutschen Museums einen fünf Meter hohen Turm aus Rohren und Seilen gebaut, der scheinbar schwerelos im Raum steht. Der sogenannte Tensegrity-Turm ist ab Juli 2022 in der Ausstellung "Brücken und Wasserbau" zu sehen. Dabei konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass sich 3D-Drucktechnik auch im Metallbau einsetzen lässt.
Die Grand Garage in der Tabakfabrik Linz ist eine Innovationswerkstatt, die das Herz von Technik- und Innovationsbegeisterten, Wissbegierigen und Neugierigen höherschlagen lässt. Drei Stockwerke und rund 4.000 m² Nutzfläche bilden den räumlichen Rahmen, in dem Privat- als auch Firmenmitglieder Zugang zu hochprofessionellen analogen und digitalen Technologien bekommen. Weiters spielen der interdisziplinäre Austausch sowie verschiedene Fortbildungs- und Vernetzungsformate eine wichtige Rolle. Für einen ersten Eindruck waren Chefredakteur Georg Schöpf und x-technik-Kollegin Christine Lausberger vor Ort.
Die Technische Universität München (TUM) und der Schweizer Technologiekonzern Oerlikon wollen gemeinsam additive Fertigungstechnologien vorantreiben. Dafür haben sie das TUM-Oerlikon Advanced Manufacturing Institute gegründet, um technische Herausforderungen auf dem Weg zur Industrialisierung zu meistern.
Die Bandbreite von 3D-Druck-Technologien wächst: Ein Forschungsteam der TH Köln entwickelt jetzt gemeinsam mit der Firma mz Toner Technologies ein neues 3D-Druck-Verfahren auf Basis von Elektrofotografie, das unter anderem das Drucken im Weltraum ermöglichen soll.
Großer Erfolg für das LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT Austrian Institute of Technology: Mit der Förderzusage für das Comet-Projekt We3D (Wire-based additive manufacturing – materials and technologies – for 3D metal structures of the future) wird nun ein umfassendes Forschungsvorhaben im Bereich der industriellen Additiven Fertigung realisiert. Unter der Leitung des LKR wird ein breit aufgestelltes Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern in den kommenden Jahren das so genannte Wire-based Additive Manufacturing (WAM) auf eine neue Stufe heben.
Das Fügen individuell strukturierter Stahlbleche ermöglicht die Herstellung topologisch optimierter Bauteile. Die Herstellbarkeit innerer Hohlräume wird dabei genutzt, um die Materialverteilung einer numerischen Bauteiloptimierung anzunähern. Am ISW der Universität Stuttgart werden Algorithmen zur automatischen Modellierung optimierter Bauteilschichten entwickelt und anhand praxisnaher Beispiele validiert. Von Nico Helfesrieder, M.Sc.; Dr.-Ing. Armin Lechler; Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl, Universität Stuttgart
Faserverstärkte Bauteile aus dem 3D-Drucker: Additive Manufacturing oder 3D-Druck ist in Sachen Kosteneffizienz, Personalisierbarkeit sowie Nachhaltigkeit anderen Verfahren stark überlegen und setzt sich deshalb in immer mehr Bereichen durch. Die Möglichkeiten sind dabei noch lange nicht ausgeschöpft. Im Rahmen des im April 2020 gestarteten FFG-Projekts eFAM4Ind – endless fiber reinforced additive manufacturing for industrial applications sollen diese im Hochleistungsprodukt-Segment und Leichtbau ausgelotet werden: Unter der Leitung des Lehrstuhls für Werkstoffkunde und Prüfung an der Montanuniversität und gemeinsam mit SinusPro, dem Polymer Competence Center Leoben (PCCL), dem Kompetenzzentrum Holz sowie Head Sport als Forschungspartner sollen Prüf- und Simulationsroutinen zur Vorhersage der Haltbarkeit und Lebensdauer von faserverstärkten Bauteilen aus dem 3D-Drucker entwickelt werden. Von Florian Arbeiter, Universität Leoben und Herfried Lammer, Kompetenzzentrum Holz.
branchengeschehen
Die Technologieplattform Additive Manufacturing Austria (AM-Austria) schließt sich den Forderungen der österreichischen Plattformen und Clusterorganisationen nach einer verstärkten F&E-Finanzierung zur Bewältigung der Corona-Krise an. Nach positiven Signalen des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie wurde eine F&E-Arbeitsgruppe eingerichtet, um den weiteren Prozess zu unterstützen.
Additive-Fertigung
