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Herausforderung „Additive Fertigung“ in der Lehre: Additive Fertigungsverfahren verändern die An- und Herausforderungen beim Produktdesign. Essenziell für ihre erfolgreiche und nachhaltige Etablierung neben traditionellen Verfahren ist die Berücksichtigung ihrer Spezifika bei der Ausbildung junger Ingenieure.
Am Fraunhofer IGCV wird seit über drei Jahren an der simultanen Verarbeitung von zwei Metalllegierungen in einem Aufbauprozess beim Laserstrahlschmelzen geforscht. Im Juli 2017 ist der Durchbruch geglückt und das erste Multimaterialbauteil – ein Angussstutzen – konnte erfolgreich aufgebaut werden. Die bayerische Politik hat das Potenzial frühzeitig erkannt und zum 01. Juli 2017 das Multimaterialzentrum Augsburg bewilligt, ein Vorhaben mit bis zu 17 Millionen Euro Fördervolumen.
Die Additive Fertigung ist ein wichtiger Teil in der zukünftigen Bauteilproduktion. Das Fraunhofer IPK aus Berlin betrachtet diesbezüglich die gesamte Prozesskette, um diese Technologien erfolgreich in den Produktionsablauf zu integrieren. Der Mehrwert für den Kunden steht dabei im Vordergrund von Forschung und Entwicklung.
ELiSE – Die Ingenieurskunst der Natur verpackt in fünf Schritten: Die Freiheiten der Additiven Fertigung werden aktuell nur von wenigen Produkten ausgereizt. Herkömmliche CAD-Systeme und Konstruktionsweisen reichen oft nicht aus, um optimale Konstruktionen umzusetzen. Der ELiSE Produktentstehungsprozess des Alfred-Wegener-Institutes ermöglicht es, hochfunktionale Leichtbauweisen der Natur in technische Designs zu transferieren, wodurch die Möglichkeiten der Additiven Fertigung erst richtig zur Geltung kommen. Autor: Georg Schöpf / x-technik
gastkommentar
Am Fraunhofer IGCV in Augsburg wird derzeit eine Prozesskette zur Additiven Fertigung aufgebaut. Dabei stellen die Bauteilreinigung und Restschmutzanalyse wesentliche Schritte innerhalb der Fertigungslinie dar und werden durch diese technologisch jungen Fertigungsverfahren vor neue Herausforderungen gestellt. Autor: M.Sc. Svenja Schweda / Fraunhofer IGCV
Z2 Innovations untersucht gemeinsam mit der Greiner Gruppe, unter der Führung der Greiner Technology & Innovation GmbH, sowie mit wissenschaftlicher Begleitung durch die JKU die Möglichkeiten der Eigenschaftsmodifikation von Kunststoffen mittels Elektronenstrahltechnologie.
Polymere für hochpräzise und hochfeste Produkte aus generativer Herstellung: 3D-Druck und Additive Fertigung haben sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Zurückzuführen ist diese erfolgreiche Entwicklung vor allem auf den Übergang von „Rapid Prototyping“ hin zu „Additive Manufacturing“, auch im großflächigen industriellen Einsatz. Dieser industrielle Einsatz fordert aber auch immer neue Materialien mit besonderen Eigenschaften. Deshalb entwickelt man an der Technischen Universität Wien schlagzähe Polymere, die diesen Anforderungen gerecht werden.
Das Fraunhofer IGCV bietet Forschungskompetenz auch für die Industrie: Wissenschaftliche Einrichtungen wie die Fraunhofer-Gesellschaft stehen in dem Ruf, hervorragende Grundlagenforschung für unterschiedlichste Industriezweige zu bieten. Dass diese Forschung auch unmittelbar von der Industrie genutzt und in laufende Projekte eingebunden werden kann, ist vielen nicht bewusst. Das Fraunhofer IGCV in Augsburg bietet über Industriekooperationen einen unkomplizierten Zugang zur Forschung in der Additiven Fertigung. Autor: Georg Schöpf / x-technik
Mit Juli 2016 wurde am Institut für Fertigungstechnik der TU Graz eine Laserschmelzanlage der Fa. SLM Solutions GmbH in Betrieb genommen. Damit wird das Forschungs- und Lehrangebot im Bereich Additive Fertigung an der TU Graz ganz wesentlich erweitert und bereichert.
interview
Additive Fertigung wird die bestehenden Technologien zur Serienfertigung nicht ersetzen, sondern ergänzen, ist Dr. Mirko Meboldt, Universitätsprofessor für Produktentwicklung und Konstruktion an der ETH Zürich, überzeugt. „Die Kunst ist, die richtigen Anwendungen zu finden.“ Auf Einladung der Wirtschaftsstandort Vorarlberg GmbH sprach er bei 1zu1 Prototypen über Chancen und Risiken des 3D-Drucks. Das Interview führte Wolfgang Pendl / Pzwei
Hybridbaustoff aus Kunststoff und Beton ermöglicht ungeahnte Formgebung: Das interdisziplinäre Forschungsprojekt Biological Design and Interactiv Structures, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), untersucht die Übertragbarkeit biologischer Prinzipien auf das Design und die Herstellung von Gebäudesegmenten. Dazu werden Methoden der freien Formgestaltung, Funktionsintegration und Multimaterialfähigkeit der Additiven Fertigung am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart untersucht. Autoren: Frederik Wulle, Prof. Alexander Verl / Universität Stuttgart
Simulationswerkzeuge eignen sich in vielfältiger Art und Weise zur Unterstützung der Entwicklung und des Einsatzes additiver Fertigungsverfahren. So können Simulationsmodelle auf Mikro- bis Millimeterskalen zukünftig aufwändige Versuchsreihen zur Prozessauslegung und -optimierung unterstützen. Simulationsmodelle auf Zentimeterskalen, sogenannte Aufbauprozessmodelle, ermöglichen darüber hinaus die Vorhersage und Verbesserung der nach dem Bauprozess vorliegenden Eigenschaften. Dipl.-Phys. Johannes Weirather, Abteilungsleiter am iwb der TU München und DI Christian Seidel, Abteilungsleiter beim Fraunhofer IGCV in Augsburg berichten in ihrem Gastkommentar über die Eigenheiten der Verfahrenstechniken und über die diesbezüglichen Forschungsergebnisse am AMLab in Augsburg.
Um die Vorteile der Additiven Fertigung voll nutzen zu können, gilt es, funktionsoptimierte Bauteile zu entwickeln und diese in einer reproduzierbaren Qualität anforderungsgerecht zu produzieren. Digitale Werkzeuge können dazu an zahlreichen Stellen der additiven Prozesskette Nutzen stiften. Das Fraunhofer IWU erarbeitet zusammen mit der TU München im AMlab in Augsburg dafür neue Methoden und Werkzeuge und stellt diese auch in Form von Dienstleistungen zur Verfügung.