Fraunhofer-Gesellschaft

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Entwicklungstrends im metallischen 3D-Druck

 
: Müller, Bernhard; Töppel, Thomas

Schulze, P. (Hrsg.) ; Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur -HTWK-, Leipzig:
3D-Druck in der Anwendung. 6. Mitteldeutsches Forum 2019. Tagungsband : 29. Oktober 2019, Leipzig
Merseburg: Hochschulverlag, 2019
ISBN: 978-3-948058-07-4
S.6-27
Mitteldeutsches Forum 3D-Druck in der Anwendung <6, 2019, Leipzig>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IWU ()
metallischer 3D-Druck; Additive Fertigung Metall; metal additive manufacturing; Generative Fertigung Metall; Metal 3D Printing; Laser-Strahlschmelzen; laser powder bed fusion; laser beam melting; selective laser melting

Abstract
Der industrielle 3D-Druck ermöglicht vollkommen neue Wege in der Entwicklung und Fertigung innovativer Bauteile und Produkte. Das Spektrum am Markt verfügbarer sowie neu an den Markt gelangender 3D-Druckverfahren ist weit und unübersichtlich. Einige wenige Verfahren haben bereits heute einen Status erreicht, der serienhafte industrielle Applikation möglich macht. Dazu gehört zum Beispiel das pulverbett- und laserbasierte Verfahren Laser-Strahlschmelzen zur additiven Herstellung metallischer Bauteile. Die Anwendungen des Laser-Strahlschmelzens reichen von der Herstellung von Ur- und Umformwerkzeugen mit konturnahen Kühlkanälen über die Fertigung hochkomplexer und beanspruchter Komponenten in Kleinserie oder als Prototyp bis hin zur Fertigung patientenspezifischer Implantate. Moderne Konstruktionsmethoden wie die Topologieoptimierung erlauben neben verbesserter Funktionalität der Bauteile eine signifikante Gewichtsreduzierung und Ressourceneffizienz im Fertigungsprozess. Partielle Gitterstrukturen in Bauteilen ermöglichen Lösungen mit lokal unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften bei hohen Anforderungen an den Leichtbau. Im Werkzeugbau steht die Entwicklung und Auslegung innovativer, konturnaher Werkzeugtemperiersysteme für Anwendungen im Spritzguss, Druckguss, Schmieden und der Warmumformung von Blechen im Vordergrund. Im Fokus der Forschungsarbeit ist dabei auch die Integration weiterer Zusatzfunktionen in Werkzeuge und Formen wie Aktorik und Sensorik zur Prozessüberwachung und –regelung im Serienfertigungsprozess. Im Bereich der Medizin-technik stehen patientenindividualisierte und funktionalisierte Implantate im Mittelpunkt der Forschung. Auch hier erfolgt die Integration innovativer, insbesondere diagnostischer und/oder therapeutischer Funktionen mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks. Innovative Produkte, wie beispielsweise miniaturisierte Wärmeübertrager, lassen sich ausschließlich mittels 3D-Druck fertigen und ermöglichen so vollkommen neue Produkteigenschaften. Innovationsschübe, auch hinsichtlich Produktivitätssteigerung und Kostensenkung, sind für die Metall-3D-Druckverfahren in den nächsten Jahren zu erwarten. Einen wesentlichen Faktor stellen dabei hybride Fertigungsstrategien zur Kombination des 3D-Drucks mit klassischen Fertigungsver-fahren, wie z. B. dem Gießen, dar.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-574916.html