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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.
gastkommentar
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.
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.
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.