Neue Projekte in Sulzbach-Rosenberg

3D Cover – Metallische Werkstoffe in der Prozesskette der Additiven Fertigung

Pressemitteilung / 28. März 2018

3D COVER erforscht und entwickelt materialspezifische Grundlagen für die Verfahren der pulverbettbasierten additiven Fertigung (AM) mittels Laser (selektives Laserschmelzen – SLM) für metallische Werkstoffe.

© Fraunhofer UMSICHT
Projektpartner
Förderhinweis

Das »3D COVER« Projekt wird durch Mittel der EU gefördert und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Es schafft Forschungsgrundlagen für die gesamte Prozesskette dieses Verfahrens, das sich zu einer Fertigungstechnik entwickelt, die ähnlich wichtig sein wird wie die traditionelle Bauteilproduktion über mechanische Verfahren und Gießprozesse.

Das Ziel des Vorhabens ist es, eine materialspezifische Wissensgrundlage für die SLM Technik zu schaffen, die in dieser Form noch unzureichend existiert. Weiteres Ziel ist es, basierend auf bereits vorhandener Ausstattung und Expertise, die Forschungsinfrastruktur und -kapazitäten im Programmraum auszubauen und die Ausbildung von Fachkräften in der Programmregion zukunftsorientiert zu unterstützen.

Zukunftstechnologie für die »Additiven Fertigung«

3D COVER schafft Wissensgrundlagen für die Zukunftstechnologie der »Additiven Fertigung«, deren hohes Potential in allen Branchen anerkannt wird. Das Bauteil wird durch das schichtweise Auftragen von Pulverlagen aufgebaut, die mittels eines Lasers sukzessive lokal aufgeschmolzen werden. Aufgrund des schichtweisen Generierens des Bauteils mit partiellem Rückschmelzen und hohen Erstarrungsraten, können unterschiedliche Mikrostrukturen, lokale Spannungen und die Entstehung von Poren und Verunreinigungen sowie eine Reihe anderer Phänomene folgen, die zu lokal unterschiedlichen Bauteileigenschaften und anisotropen Effekten führen. Wegen der Vielzahl an Einflussfaktoren und der relativ jungen pulverbettbasierten AM-Technologie gibt es eine Reihe von unzureichend oder weitgehend unerforschten Bereichen, in denen die Zusammenhänge zwischen AM Prozessparametern, Werkstoffen und Mikrostrukturen mit den resultierenden mechanischen Eigenschaften nicht vollständig verstanden sind. Im Projekt wird grundlegendes Wissen ermittelt, um diese Zusammenhänge weiter aufzuklären. Dieses neue Grundlagenwissen  wird als Basis für zukünftige angewandte Forschung und Entwicklung dienen.

Forschungskooperation führt zu einer zukunftsorientierten Fertigungstechnologie

In der Forschungskooperation 3D COVER arbeiten drei Institute zusammen, die in den Bereichen Werkstoffwissenschaften (alle Partner), Pulverherstellung (Fraunhofer UMSICHT), additive Fertigung (OTH Amberg, Fraunhofer UMSICHT) Lasermaterialbehandlung (OTH Amberg), Bauteilcharakterisierung und Modellierung (COMTES FHT a.s., OTH Amberg) über ein hohes Detailwissen verfügen. Die Vereinigung dieser Expertise zur Untersuchung einer zukunftsorientierten Fertigungstechnologie ist ein Alleinstellungsmerkmal und notwendig für die Projektdurchführung.

Die Abteilung Kreislaufwirtschaft des Fraunhofer Instituts UMSICHT ist spezialisiert auf die Herstellung und Entwicklung von verdüstem Pulvermaterial sowie auf die Entwicklung von Konzepten zur Rückgewinnung von Rohstoffen.

Entwicklung spezifischer Werkstoffe  

Derzeit sind die Materialauswahl und Anwendungsbreite für die Bauteilproduktion noch begrenzt. 3D COVER verfolgt mit seinem Konzept spezifische Werkstoffe zu entwickeln und über die gesamte Prozesskette zu charakterisieren, innovative Charaktersierungsmethoden anzuwenden und zu qualifizieren einen integralen Lösungsansatz. Grundlagenuntersuchungen und hoher Anwendungsbezug werden in einer Weise kombiniert, die über die gängige Praxis hinausgeht. Durch die Zusammenarbeit der Institute entsteht im Programmgebiet eine einmalige Verbindung an Expertise und Infrastruktur, welche entscheidende Impulse für die Innovationskraft der Region setzt und Basis für weitere Kooperationen ist.