Additive Fertigung
Der Begriff Additive Fertigung (Additive Manufacturing), umgangssprachlich als 3D-Druck bekannt, ermöglicht es Objekte Schicht für Schicht herzustellen. Aufgrund des Fortschritts im Computed Aided Design (CAD) und der Computer Numerical Control (CNC) ist es nun möglich Maschinen herzustellen, die den 3D-Druck als Funktionsprinzip verwenden und als Input ein CAD-Modell verwenden. Obwohl diese Technologie vor drei Jahrzehnten bereits entwickelt wurde, erlangte sie erst in den letzten Jahren weltweit Beachtung, weil die Patente, die den Einsatz der Technologie bis dato einschränkten, abgelaufen waren. Somit ist es nun heutzutage möglich, 3D-Komponenten in den verschiedensten Materialien und Geometrien kostengünstig zu drucken.
Relevanz
Für gewöhnlich assoziert man mit Additiver Fertigung das Rapid Prototyping, wobei der Unterschied darin liegt, das auch funktionelle Komponenten erstellt werden können. Der große Vorteil liegt darin, dass aufgrund des sukzessiven Schichtaufbaus Objekte beliebiger Geometrie hergestellt werden können, welche bei herkömmlichen Verfahren begrenzt sind. Vor allem für Hochleistungskomponenten ist dies ein enormer Vorteil. Die Fortschritte im Metal Additive Manufacturing (MAM) wecken das Interesse verschiedenster Industriezweige, wo es um Qualität, Genauigkeit und Widerstandsfähigkeit geht. Als Beispiel hierfür ist die Luftfahrt anzuführen sowie auch die Medizintechnik, die eine Vielzahl an Anwendungen bei der Herstellung von Prothesen aufweist.
Problemstellung und Fokus
Aufgrund des Booms in der 3D-Druck-Industrie wächst auch das Interesse an funktionellen Komponenten rasant. Aufgrund der Designfreiheit sowie der mobilen Einsatzfähigkeit von 3D-Druckern steigt auch das Interesse der Rüstungsindustrie sowie das Militärs, wo die Herstellung von notwendigen Bauteilen oftmals in schwer zugänglichem Terrain von nöten ist. In unserem Institut sind Material Extrusion (MEX), welches für die Herstellung von Polymeren genutzt wird, sowie das selektives Laserstrahlschmelzen von Metallen (PBF-LB/M), das man zur Herstellung von Ersatzteilen und optimierten Komponenten einsetzt, gängige Verfahren.
Der Fokus liegt hierbei einerseits auf der an Additive Fertigungsverfahren angepasste Konstruktion sowie den dadurch resultierenden Auswirkungen in der Prozesskette zur Herstellung von 3D-Druck Komponenten.
In diesem Kontext beschäftigen wir uns insbesondere mit folgenden Forschungsschwerpunkten:
- IT-Prozesskette für 3D-Druck-kompatible Konstruktionen
- Reverse Engineering und Re-Design von Ersatzteilen für den 3D-Druck
- Computergestützte Simulationen und Topologieoptimierungen
