Additive Manufacturing

Forschungsbereich: Additive Manufacturing

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Additive Manufacturing

Die additive Fertigung von Produkten wird im Kontext der zunehmenden Digitalisierung der Fertigung, dem steigenden Kostendruck, dem Vorteil der werkzeuglosen Fertigung, den besonderen geometrischen Gestaltungsfreiheiten sowie durch einen steigenden Bedarf an Kundenindividualisierung zu einem wichtigen Wettbewerbsfaktor. Die sich hieraus ergebenden Potentiale für die Gestaltung additiv gefertigter Produkte werden bisher insbesondere bei der Lösungssuche noch nicht systematisch ausgenutzt.

Die additiven Fertigungsverfahren benötigen zur Herstellung von Produkten digitale 3D-Konstruktionsdaten. Diese werden in einem nachfolgende Schritt für den additiven Fertigungsprozess aufbereitet und der Maschine übergeben, Im Gegensatz zu konventionellen Verfahren wird die Endgeometrie nicht durch Abtragen von Material erreicht, sondern durch schichtweises Auftragen von Material. Ursprünglich wurde die additive Fertigung zur Herstellung von Prototypen eingesetzt (Rapid Prototyping), heute sind die Eigenschaften additiv gefertigter Produkte ausreichend, um darüber hinaus Werkzeuge (Rapid Tooling) und fertige Produkte (Rapid Manufacturing) herzustellen. Die additiven Fertigungsverfahren haben somit das Potenzial, die Herstellzeit und –kosten eines Bauteils zu reduzieren und gleichzeitig eine hohe Individualisierbarkeit zu gewährleisten. Die Konstruktion additiv gefertigter Bauteile erfordert jedoch eine gegenüber der klassischen Konstruktionslehre angepasste Denkweise des Entwicklers, um die spezifischen Potenziale des Fertigungsverfahrens gegenüber konventionellen Verfahren zu nutzen.

Ziel

Zentrales Ziel des Arbeitsbereichs ist die Entwicklung einer, auf projektspezifische Anforderungen abgestimmte, methodischen Unterstützung für den Entwickler, um das Potential der additiven Fertigung bereits in der Konzeptphase der Produktentwicklung besser nutzen zu können. Dadurch soll die Befähigung des Entwicklers gefördert werden, additiv zu denken, d.h. die verfahrensbedingten Vorteile umfänglich zu nutzen und dadurch die höheren Fertigungskosten des Verfahrens einem deutlich höheren funktionalen Mehrwert der Produkte entgegenzustellen.

Forschungsansatz

Im Forschungsansatz wird die Entwicklung von Konstruktionshinweisen und -richtlinien sowie prinzipiellen Teillösungen als gedankliche Anregungen für bestehende Entwicklungs- und Gestaltungsaufgaben angestrebt.

In diesem Zuge werden zum einen an gefertigten Prototypen systematische Eigenschaftsanalysen durchgeführt, um Schwachstellen erkennen und Fehlervermeidungsstrategien ableiten zu können. Zum anderen werden prototypische additive Fertigungsverfahren entwickelt, um verfahrensbedingte Vorteile identifizieren und im Rahmen von Konstruktionshinweisen nutzen zu können.

Forschungsprojekte

  • Entwicklung von Konstruktionshinweisen/-richtlinien
  • Umbau und Erweiterung von FFF-Druckern
  • Entwicklung neuer/Anpassung bestehender Bauteilverbindungen für die additive Fertigung
  • Drucken mit Beton
  • Konstruieren und Herstellen von Bauteilen mit gradierten Eigenschaften

Lehre

Das Thema Design for Additive Manufacturing wird im Rahmen der Ringvorlesung Einführung 3D-Druck und Additive Fertigung behandelt.

Weiterhin bietet das pmd in Zusammenarbeit mit Instituten des Bauingenieurswesens, der Elektrotechnik und der Wirtschaftswissenschaften ein Tutorium „Design for additive Manufacuring“ an.

Industrie

Wir streben eine intensive Kooperation mit Partnern aus der Industrie an, um unsere Forschungsergebnisse in industriellen Entwicklungs- und Forschungsprojekten anzuwenden und zu verbessern. Sprechen Sie uns einfach an!