Additive Herstellung topologieoptimierter Großbauteile

Mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen lassen sich komplexe Leichtbaustrukturen ressourcenschonend und mit geringem Fertigungsaufwand erzeugen. Potenziell lassen sich mit dem Verfahren auch konventionell gefertigte Großbauteile ersetzen. Die Projektpartner Fraunhofer IWS, Photon, Arnold und Bombardier streben eine Gewichtsreduktionen von 10 bis 15 % für Komponenten in der Schienenfahrzeugtechnik an. Aus Designsicht gibt es bei der additiven Fertigung im Gegensatz zu konventionellen Fertigungsverfahren kaum geometrische Grenzen, da endformnah und formfrei generiert werden kann. Die am Computer erstellten CAD-Dateien können stark von klassischen Formvorgaben abweichen und somit optimal an topologieoptimierte und bionische Leichtbaukonzepte angepasst werden. Fertigungstechnisch überwindet ein kontinuierlich ablaufender additiver Fertigungsprozess die für die konventionelle Fertigung geltenden Einschränkungen. Als wesentliche Vorteile ergeben sich eine stark verkürzte Prozesskette und eine Steigerung der Bauteilkomplexität. Es wird versucht, das dargestellte Konzept der Erzeugung topologieoptimierter Großbauteile mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen bis Ende des Forschungsvorhabens im Februar 2020 auf Seitenwandsegmente von Fahrzeugprototypen zu übertragen und unter anwendungsrelevanten Bedingungen technisch und wirtschaftlich entsprechend zu testen.