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Am 22. Jänner 2025 wurde an der Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart die TruPrint 3000, eine hochmoderne 3D-Metalldruckanlage, offiziell in Betrieb genommen. Diese innovative Technologie, die das Hochtechnologieunternehmen Trumpf als Spende bereitstellt, stärkt die Spitzenforschung in der Additiven Fertigung und eröffnet neue Anwendungsfelder in Leichtbau, Energietechnik und Raumfahrt. Die feierliche Veranstaltung, geleitet von Prof. Dr. Stefan Weihe, Direktor der MPA, und Dr. Martin Werz, Leiter der Abteilung Fügetechnik und Additive Fertigung der MPA, markiert einen wegweisenden Meilenstein in der wissenschaftlichen Entwicklung.
Das vom LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT Austrian Institute of Technology geleitete Forschungsprojekt GEPROBA (Gesteigerte Produktivität durch optimierte Brennertechnologie und Zusatzdrähte für waDED) bringt die Additive Fertigung einen entscheidenden Schritt voran. Ziel ist es, das Verfahren Wire-arc Directed Energy Deposition (waDED) für die Herstellung großer und komplexer Fahrzeugbauteile effizienter und nachhaltiger zu gestalten.
Der moderne Leichtbau ist sehr eng mit der Additiven Fertigung verbunden. Neben der hohen Gestaltungsfreiheit, die diese Technologie mit sich bringt, spielt auch das verwendete Material eine zentrale Rolle. Magnesium eignet sich aufgrund seiner geringen Dichte und seiner guten Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften ideal für Leichtbauanwendungen. Die Nutzung dieses Werkstoffs in der pulverbasierten Additiven Fertigung bringt jedoch einige Herausforderungen mit sich. Am Institut für Fertigungstechnik der TU Graz wurde daher im Rahmen des Forschungsprojektes Mg4AM an einem Sicherheitskonzept und der Prozessoptimierung zur Verarbeitung von Magnesium im LPBF-Prozess gearbeitet.
Das ultimative Ziel der Rocket Factory Augsburg ist es, den Weltraum für alle zugänglicher zu machen, indem sie qualitativ hochwertige und kostengünstige Trägerraketen produzieren und die Satelliten in die Umlaufbahn bringen, um unseren Planeten in Echtzeit besser zu vernetzen und zu schützen. Das Know-how von MT Aerospace in der Additiven Fertigung half dabei, die Herausforderungen beim Bau der Antriebssysteme für Mikrolauncher zu meistern.
Großer Erfolg für die AIT-Forscher Christian Schneider-Broeskamp, Florian Mayrhofer und Stephan Ucsnik aus der Gruppe „Wire-based Additive Manufacturing“ am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT Austrian Institute of Technology: Das LKR erreichte mit dem von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG finanzierten und mit namhaften Industriepartnern umgesetzten Projekt „Entwicklung & Etablierung der WAM-Fertigungstechnologie für Leichtbau-Aluminium-Anwendungen am Beispiel eines Speichertanks für Flüssigwasserstoff (LH2) mit höchster gravimetrischer Speicherdichte für die Luftfahrt“ in der Kategorie „Forschungseinrichtungen“ den höchst erfreulichen zweiten Platz.
Die voxeljet AG, die Dressler Group GmbH und das Fraunhofer IPA haben den erfolgreichen Abschluss einer Materialstudie für PA12-Abfallpulver aus laserbasierten 3D-Drucksystemen bekannt gegeben. In der Studie wurde Abfallpulver aus Selektiven Lasersinter-Anlagen von der Dressler Group erfolgreich recycelt und vom Fraunhofer IPA an der Universität Bayreuth auf einem VX200 HSS 3D-Drucker von voxeljet verdruckt.
Wire bzw. Fiber Encapsulating Additive Manufacturing (WEAM/FEAM) könnte die industrielle Fertigung von Bauteilen, in die komplexe und doch kompakte Verkabelungen, Sensoren, Aktoren oder Beleuchtungssysteme eingebracht werden müssen, drastisch vereinfachen, indem es diese Komponenten gleich mitdruckt.
Der lichtbogenbasierte Metall-3D-Druck ist auf dem besten Weg, die Produktion von Metallbauteilen gravierend zu verändern. Das endkonturnahe additive Fertigungsverfahren mit Schweißdraht bringt dreidimensionale Objekte durch lagenweises Auftragen von Schweißraupen Schicht für Schicht in Form. Im amerikanischen Raum sind mittlerweile Normen für den Metall-3D-Druck verfügbar, in Europa für additiv gefertigte unbefeuerte Druckbehälter in Arbeit. Mit dem Ziel, der drahtbasierten Fertigungsvariante zum endgültigen Durchbruch zu verhelfen, wirken Linde Engineering, Migal.CO, TÜV SÜD Industrie Service GmbH und Fronius International an vorderer Front mit.
Das renommierte Technologische Institut für Kunststoffe AimPlas in Valencia, Spanien, und Arburg kooperieren seit Juli 2024 in der Materialforschung für die industrielle Additive Fertigung. Mit dem bereitgestellten Freeformer 200-3X werden bei AimPlas Versuche zur Qualifizierung neuer Materialien für die Additive Fertigung ausgeführt. Das Forschungsteam wurde dazu im September von Arburg-Experten geschult. Das gemeinsame Ziel lautet, neue Anwendungen zu erschließen, die die Anforderungen in anspruchsvollen Branchen wie z. B. der Medizin erfüllen.
Am Dresdner Institutsteil des Fraunhofer IWU beschäftigen sich wissenschaftliche Mitarbeitende seit nunmehr 15 Jahren mit der additiven Technologie LPBF (Laser Powder Bed Fusion), bei dem ein Laserstrahl schichtweise metallisches Pulver lokal an den Stellen aufschmilzt, an denen das Bauteil entstehen soll. Um mit diesem Verfahren aus Pulver ein funktionierendes Bauteil entstehen zu lassen, bedarf es der Beherrschung der gesamten physischen als auch digitalen Prozesskette. Angepasste Scanstrategien, welche die Abfolge, Länge, Ausrichtung und Abstände der Laserbahnen definieren, sind für LPBF ein besonders erfolgversprechender Ansatz. Sie helfen, Bauteile filigraner, homogener, maßhaltiger und mit verbesserten Oberflächen herzustellen.
branchengeschehen
Die Farsoon Europe GmbH, ein führender Innovator im Bereich additiver Hightech-Fertigungssysteme, und die toolcraft AG, ein renommierter Spezialist für Präzisionsfertigung, freuen sich, den erfolgreichen Abschluss ihres einjährigen Joint Development Agreements (JDA) bekannt zu geben. Diese Zusammenarbeit hat zu bedeutenden Fortschritten geführt und die Partnerschaft zwischen den beiden Unternehmen gestärkt.
gastkommentar
Innerhalb dieser Reihe wurden bereits einige 3D-Druck-Verfahren für Kunststoff behandelt. Alle diese Verfahren hatten US-amerikanische „Mütter“ oder „Väter“, die mit ihrem Erfindungsreichtum und Entrepreneurship neuen Drucktechnologien zum Leben verhalfen. Bei der hier vorgestellten Technologie ist das komplett anders. Das SLM-Verfahren mit seinen vielen synonymen Bezeichnungen wurde maßgeblich in Deutschland entwickelt und es handelt sich nicht um Kunststoff, sondern um Metalle. Und wenn Kunststoffe schon „rumzicken“ können, dann Metalle erst recht. Diese technischen Hürden mussten anfangs überwunden werden, um anwendergerechte Maschinen in die Forschung und Produktion zu bekommen.
Großer Erfolg für AIT-Forscher Thomas Klein und die Kolleginnen und Kollegen der Gruppe „Wire-based Additive Manufacturing“ am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT Austrian Institute of Technology: Das Projekt „Entwicklung von Zusatzwerkstoffen für Additive Fertigung von Metall-Großbauteilen“ wurde als einer der fünf herausragenden Beiträge in der Kategorie „Außeruniversitäre Forschung“ für den renommierten Houskapreis der B&C Privatstiftung ausgewählt.
Additive Fertigung hat ein großes Potenzial, ist jedoch für viele Werkstoffe, wie z. B. Vergütungsstähle, die nur bedingt schweißbar sind, herausfordernd oder gar unmöglich. Dieses Projekt zeigt, dass werkstoffbedingte Herausforderungen durch die Wahl des Prozesses bzw. der Parameter gemeistert werden können. Für eine wirtschaftliche Fertigung wird AM auch in Zwangsposition betrachtet.
Stratasys Ltd., Anbieter von 3D-Drucklösungen für Polymere, gab bekannt, dass das Unternehmen für eine bevorstehende Mondmission 3D-gedruckte Materialien bereitstellen wird, um deren Leistungsfähigkeit auf der Mondoberfläche zu testen. Die Experimente sind Teil der ersten Space Science & Technology Evaluation Facility Mission (SSTEF-1) von Aegis Aerospace, Inc. SSTEF ist ein kommerzieller Weltraumtestdienst, der von Aegis Aerospace in Houston, Texas, im Rahmen des Tipping-Point-Programms der NASA entwickelt wurde, um Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen auf der Mondoberfläche anzubieten.
Hoffnung für hunderttausende Menschen in Europa: In reproduzierbar hoher Qualität und außerdem mit weniger Aufwand als bisher lassen sich Augenprothesen im 3D-Druckverfahren herstellen. Das Fraunhofer IGD unterstützt Okularistinnen und Okularisten mit einer Software sowie einem Druckertreiber bei der Arbeit. Mehr als 200 Patientinnen und Patienten profitieren bereits von der neuen Technologie. Ihre Methodik sowie aktuelle Ergebnisse präsentieren die Forschenden in einer Publikation, die in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature Communications erschienen ist und nun allen Interessierten zur Verfügung steht.
Die allgemeine Druckbarkeit von Alginat-Hydrogel-Biotinte und die Bewertung der Druckqualitäten sind nur zwei Themen, mit denen sich Naturwissenschaftler im Rahmen ihrer Forschung immer wieder auseinandersetzen. Ihr Ziel: Das 3D-Bioprinting vom Labormaßstab hin zur automatisierten und schlussendlich zur klinischen Herstellung von Gewebeäquivalenten vorantreiben. Das Problem: Neben diesen Themen ist vor allem die fehlende Reproduzierbarkeit häufig Grund für ein Scheitern.
Die Etablierung von additiven Fertigungstechnologien, wie etwa der drahtbasierten Additiven Fertigung (engl. wire-based additive manufacturing/WAM), schreitet stetig voran. Ein wichtiger Bestandteil hierbei ist die Möglichkeit, den Prozess modellieren zu können. Prozesssimulationen verbessern das Verständnis für den Prozess und veranschaulichen den Einfluss unterschiedlicher Prozessparameter.
Im Forschungsprojekt GreTA* haben sich Künstler:innen der Hochschule für Bildende Künste (HfBK) und Wissenschaftler:innen des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden auf die Entwicklung umweltschonender Theaterplastiken mittels modernster 3D-Drucktechnologien und nachhaltiger Materialien konzentriert. Das Ziel: Die Herstellung imposanter Bühnenbilder, die nicht nur ästhetisch beeindrucken, sondern auch die Umwelt schonen.
Fused Deposition Modeling (FDM) bzw. Fused Filament Fabrication (FFF) als alternative Bezeichnung für FDM wird manchmal etwas belächelt. Häufig wird in der Branche damit kokettiert, dass FDM ein Hobby-Gerät sei, man aber selbst eine professionelle Anlage wie Lasersintern oder Stereolithografie betreibe. Das Ganze wird dann mit Begriffen wie „Würstchen-Drucker“ garniert in der bildlichen Analogie, dass durch eine Düse ein Strang auf die darunterliegende Schicht abgelegt bzw. extrudiert wird. Aber auch wenn der FDM-Druck in der Maker- und Hobby-Ecke eine treue Anwenderschar hat, ist diese Drucktechnologie alles andere als nur ein Hobby. Weltweit produzieren Firmen damit täglich unzählige viele industrielle Teile in Serie. Es ist der klassische 3D-Drucker schlechthin. Und in puncto Materialvielfalt sucht er vergeblich seinesgleichen.
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.