Stellen wir uns vor, wir brauchen ein spezifisches Sonderteil im Gr\u00f6\u00dfenordnungsbereich von 5 bis 200 Millimetern, zum Beispiel f\u00fcr eine Maschine. Diese Komponente soll aus Metall sein und hat eine komplexe Geometrie. In diesem Fall w\u00fcrde uns Markus Hofele, Doktorand am LaserApplikationsZentrum der Hochschule Aalen, dazu raten, dieses Teil im 3D-Druckverfahren herzustellen. \u201eDas Verfahren hei\u00dft laser-pulverbettbasierte, additive Fertigung \u2013 auch Laser Powder Bed Fusion (LPBF) genannt\u201c, erl\u00e4utert er.<\/p>\n
Bei diesem Verfahren wird Metallpulver Schicht f\u00fcr Schicht aufgetragen und mit Hilfe eines Laserstrahls mit der darunterliegenden Bauteilschicht verschmolzen. Am Ende erhebt sich die gew\u00fcnschte Form sozusagen aus dem Pulverbett und das nicht ben\u00f6tigte Pulver kann abgesaugt werden. \u201eJe nach Bauteilgeometrie kann das Teil aber nicht frei in der Luft schweben\u201c, grenzt Hofele ein. Deshalb werden unter dem Bauteil in der Regel sogenannte St\u00fctzstrukturen in Form von d\u00fcnnen St\u00e4bchen konstruiert, welche das Bauteil an die darunter liegende Bauplattform anbinden. Diese m\u00fcssen nachtr\u00e4glich wieder entfernt werden: \u201eDas verursacht einen Mehraufwand und ist auch nicht besonders kosten- oder ressourcenschonend.\u201c<\/p>\n
Dar\u00fcber hinaus ist bei der aktuell verwendeten Technik der Energieeintrag beim Laserschmelzen immer gleich hoch, obwohl das Bauteil an unterschiedlichen Stellen beispielsweise ganz unterschiedliche Wandst\u00e4rken hat. \u201eMan arbeitet mit festen Parameters\u00e4tzen am gesamten Bauteil. Deshalb entstehen an verschiedenen Stellen im Objekt unterschiedlich hohe Temperaturen und Abk\u00fchlbedingungen\u201c, erkl\u00e4rt er weiter. \u201eDas Material k\u00fchlt unterschiedlich schnell ab. Dies hat zur Folge, dass es teils \u00fcberhitzt und gro\u00dfe Eigenspannungen aufweisen kann, was zu Verzug, Rissen oder anderen Defekten f\u00fchrt.\u201c<\/p>\n
Eine ideale Anlage sollte die unterschiedlichen Temperaturen im Bauteil erkennen, in Echtzeit regeln und die Laserleistung anpassen k\u00f6nnen. Zudem sollte sie die laserbasierte W\u00e4rmebehandlung der Schichten so ausf\u00fchren k\u00f6nnen, dass selbst bei komplexen Geometrien und anspruchsvollen Materialien Eigenspannungen minimiert und somit Risse vermieden werden. Gleichzeitig w\u00fcrde weniger St\u00fctzmaterial ben\u00f6tigt werden, was wiederum Ressourcen schonen, Produktionszeit und -kosten senken und den Nachbearbeitungsaufwand stark reduzieren w\u00fcrde.<\/p>\n
Projekt startet im September und dauert zwei Jahre<\/h5>\n
\u201eBisher gibt es eine derart intelligente Anlage nicht, die die Temperatur w\u00e4hrend des Herstellungsprozesses selbstst\u00e4ndig regeln kann\u201c, fasst Hofele zusammen. Das soll sich aber nun \u00e4ndern: Markus Hofele, Patrick Grub und Robin Wenger entwickeln gemeinsam unter der Leitung von Prof. Dr. Harald Riegel, Rektor der Hochschule Aalen und Laborleiter am LAZ, im frisch gestarteten Projekt \u201ePYRO-LPBF\u201c ein Optik-System, das \u00fcber ein neu entwickeltes Highspeed-Pyrometer die Temperatur im Laserspot erfasst, in Echtzeit in den Prozess eingreift und somit den gesamten additiven Fertigungsprozess verbessert. Je nach Bauteilgeometrie und bislang erforderlichen St\u00fctzstrukturen seien laut Hofele Einsparungen in H\u00f6he von bis zu 20 Prozent in der Druckzeit und in gleicher Gr\u00f6\u00dfenordnung Einsparung an Pulvermaterial denkbar.<\/p>\n
Finanziert wird das auf zwei Jahre angelegtes Forschungsprojekt mit Drittmitteln des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) und des Bundesministeriums f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz. Projektpartner sind die beiden Unternehmen Sensortherm GmbH und SCANLAB GmbH. \u201eDie Firma Sensortherm entwickelt das Pyrometer und SCANLAB stellt die angepassten Komponenten f\u00fcr das Scan-System her. Zudem entwickeln wir gemeinsam mit der Firma Autodesk parallel ein neuartiges \u201aMachine Control Framework\u2018 zur Anlagen- und Prozesssteuerung\u201c, beschreibt Hofele. Das frisch gestartete Projekt l\u00e4uft \u00fcber 24 Monate: \u201eWir freuen uns darauf, loszulegen und sind schon sehr auf die ersten Ergebnisse gespannt.\u201c<\/p>\n
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\u00dcbrigens:\u00a0<\/strong>Der 3D-Druck von Metallen ist im SmartPro-Impulsprojekt Smart-ADD<\/a> ebenfalls fest verankert und ber\u00fchrt und verkn\u00fcpft dort mehrere andere Forschungsbereiche. So druckt zum Beispiel die Arbeitsgruppe von SmartPro-Professor Dr. Markus Merkel<\/a> die verschiedensten Metalle in modernen Anlagen.<\/p>\n [\/et_pb_text][et_pb_divider color=”#000000″ divider_position=”center” divider_weight=”3px” _builder_version=”4.16″ _module_preset=”default” width=”35%” module_alignment=”center” global_colors_info=”{}”][\/et_pb_divider][et_pb_text _builder_version=”4.17.4″ background_size=”initial” background_position=”top_left” background_repeat=”repeat” custom_padding=”0px|||0px|false|false” global_colors_info=”{}”]<\/p>\n Fotohinweis: <\/strong>Robin Wenger, Markus Hofele und Patrick Grub (von links) aus dem Team des LaserApplikationsZentrums vor der Forschungsanlage mit einem Bauteil, das im 3D-Druckverfahren aus Metallpulver hergestellt wurde\u00a0|\u00a0<\/strong>\u00a9 Hochschule Aalen | Andrea Heidel<\/p>\n [\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][\/et_pb_section]<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Forschende entwickeln Anlage f\u00fcr Metall-3D-Druck f\u00fcr verbesserte Bauteileigenschaften<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":10297,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_et_pb_use_builder":"on","_et_pb_old_content":"Technologietag Leichtbau Regional in Schw\u00e4bisch Gm\u00fcnd<\/em>\r\n\r\nFr, 26. Oktober 2018<\/strong>\u00a0\u2192<\/span>\u00a0Wie wichtig der Technologietag Leichtbau Regional als lokale Veranstaltung neben einer zentralen Konferenz in Stuttgart sei, betonte Dr. Wolfgang Seeliger, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der Landesagentur Leichtbau BW, in seiner Begr\u00fc\u00dfung. Das Thema Leichtbau m\u00fcsse in die Fl\u00e4che getragen werden, um das gro\u00dfe Potential f\u00fcr die Herausforderungen der Zukunft wie den Klimawandel auszusch\u00f6pfen und Wettbewerbsf\u00e4higkeit und Wohlstand in der Region zu sichern.\r\n\r\n[caption id=\"attachment_1022\" align=\"alignnone\" width=\"768\"]![\"\"](\"https:\/\/smart-pro.org\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2018\/10\/181026_PM_Technologietag_Leichtbau_Regional_FotoKristinaLakomek-e1545054488606-768x1024.jpg\")
Hintere Reihe: Wolfgang Stoll, Prof. Dr. Markus Merkel\/HSA, Dr. Wolfgang Seeliger \/ Leichtbau BW; mittlere Reihe: J\u00f6rg Egelhaaf, Peter Schmidt\/IHK, vorne: Sarah W\u00f6rz\/IHK, Jan Grasmannsdorf, Dr. Wolfgang Rimkus\/HSA, Julian Schlosser\/HSA).[\/caption]\r\n\r\nBildnachweis\/Quelle:","_et_gb_content_width":"","iawp_total_views":0,"footnotes":""},"categories":[239,20],"tags":[35,338,197,336,25,337,23,58,61,339,59,22],"class_list":["post-10295","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-additive-manufacturing","category-news","tag-3d-druck","tag-3d-druck-von-metallen","tag-angewandte-forschung","tag-fachhochschule","tag-forschung","tag-hochschule","tag-hochschule-aalen","tag-laserapplikationszentrum","tag-laz","tag-metallbauteile","tag-riegel","tag-smartpro"],"acf":[],"yoast_head":"\n