Fraunhofer-Gesellschaft

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Casting + Additive Manufacturing. New production process chains for hybrid components

Presentation held at DLR - Fachtagung WerkstoffPlus Auto 2019, 20.-21.02.2019, Stuttgart
 
: Flügel, Sebastian; Müller, Bernhard; Kleine, Andreas; Eibisch, Harald

:
presentation urn:nbn:de:0011-n-5780120 (9.0 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: 5c3045b92493c1b37685b6ddb25b4ed0
Created on: 22.2.2020


2019, 108 Folien
Fachtagung WerkstoffPlus Auto <2019, Stuttgart>
English
Presentation, Electronic Publication
Fraunhofer IWU ()
Automobilbau; Automobilindustrie; Druckgießen; additive Fertigung; Generative Fertigung; 3D-Druck; Hybride Fertigung; Laser-Strahlschmelzen; LBM; Laser-Auftragschweißen; LMD; Variantenbildung; Funktionalisierung; Mass Customization

Abstract
Durch Derivatisierung und Integration neuer Antriebstechnologien steigt die Variantenvielfalt im Automobilbau stetig an. Hier stößt das vielfach eingesetzte werkzeuggebundene Großserienverfahren Druckgießen an seine wirtschaftlich-technischen Grenzen. Auf der anderen Seite versuchen werkzeuglose additiv-generative Fertigungsverfahren trotz des hohen Kostendrucks in die Automobilindustrie vorzudringen. Durch sinnvolle Kombinationen dieser beiden Verfahren zu hybriden Fertigungsprozessketten Gießen-Generieren können die Vorteile kombiniert und Nachteile reduziert werden, um den Trends der Automobilbranche zu begegnen. Dies wird im Rahmen des gemeinsamen Forschungsprojektes „CastAutoGen“ der Audi AG, citim GmbH, EDAG Engineering GmbH, TRIMET Aluminium SE und den Fraunhofer-Instituten IWU und IWS untersucht. Darin werden Kombinationen aus Leichtmetall-Druckgießen mit Laser-Strahlschmelzen (LBM) und Laser-Auftragschweißen (LMD) erzeugt. Ziel dabei ist die Variantenbildung und Funktionalisierung von Druckgussbauteilen durch die neuen Fertigungsansätze bei reduzierten Werkzeugvarianten und kosten. Damit soll zukünftig die Herstellung sehr individueller Komponenten basierend auf grundlegenden Bauteildesigns („mass customization“) ermöglicht werden. Die Umsetzung erfolgt anhand zweier Demonstratoren aus dem Bereich Automobilbau. In der Motorkomponente Halter Nebenaggregate werden laserstrahlgeschmolzene Einlegeteile aus gewählten Materialklassen (Aluminium, Kupfer, Stahl) für den Druckgießprozess entwickelt, welche zusätzliche Funktionen im Bauteil ermöglichen (bspw. Wärmetauscher, Verstärkung) und spezifische Adaptergeometrien für weitere Anbauteile integrieren. Am Beispiel einer Motorstütze werden mittels Laser-Auftragschweißen Verstärkungen, geometrieflexible Fügeelemente und individuelle Geometriebereiche zum Einsatz in High-Performance-Fahrzeugen auf ein Großseriendruckgussbauteil aufgebaut. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die stoffschlüssige Anbindung der unterschiedlich hergestellten Bereiche gelegt. Der Vortrag stellt neben den technischen Besonderheiten und Potentialen der hybriden Prozessketten auch die Herausforderungen und Grenzen der Machbarkeit dar.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-578012.html