Laser Powder Bed Fusion

Komplexere Bauteildesigns und monolithisch zusammengefasste Baugruppen können ohne zusätzliche Fertigungskosten mittels LPBF gefertigt werden. Beispielsweise ermöglicht das LPBF die Integration von zusätzlichen Funktionen oder internen Leichtbaustrukturen sowie die Herstellung topologieoptimierter Bauteile. Zudem erlaubt die direkte Integration von Sensoren in Funktionsbauteile die Erfassung anwendungsrelevanter Daten und ermöglicht dadurch innovative Anwendungen wie Predictive Maintenance.

Mit dem LPBF-Verfahren ist die Herstellung von individualisierten Bauteilen mit unterschiedlichen Geometrien gleichzeitig innerhalb eines Prozesses möglich. 

Durch das LPBF besteht die Möglichkeit, Prototypen sowie Serienbauteile in kleinen bis mittleren Stückzahlen aus verschiedensten Metall- und Polymer-Werkstoffen in kürzester Zeit herzustellen. Systematischer Vorteil ist die Beschleunigung der Entwicklungszeit durch eine steigende Anzahl an durchführbaren Iterationszyklen, woraus eine verkürzte Zeit bis zur Markteinführung eines neuen Produkts resultiert.

Zur Etablierung des Laser Powder Bed Fusion als wirtschaftliches Fertigungsverfahren und zur Nutzung der dargestellten verfahrensspezifischen Vorteile in der Produktion ist eine ganzheitliche Betrachtung der gesamten Prozesskette erforderlich:
Vom Bauteildesign über die LPBF-Prozessführung und Anlagentechnik bis hin zur Endbearbeitung. Durch die Realisierung digitaler Abbildungen von physischen Bauteilen (Digital Twin) ergibt sich die Möglichkeit, Bauteileigenschaften bereits vor der Fertigung festzulegen und diese im physischen Bauteil direkt mittels LPBF umzusetzen. Durch Nutzung aktueller technologischer Ansätze wie der künstlichen Intelligenz zur Verarbeitung von Daten entlang der Fertigungskette werden neuartige Lösungen wie die die Qualitätssicherung der gefertigten Bauteile sowie die datenbasierte Steuerung des LPBF-Prozesses ermöglicht.

Seit Mitte der 90er Jahre wird das LPBF-Verfahren in enger Kooperation mit führenden Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette stetig weiterentwickelt. Durch unsere Kompetenz und jahrelange Erfahrung können unsere Experten Sie individuell von einer ersten Idee über Machbarkeitsstudien, Prozess- und Anlagenentwicklung bis hin zur Umsetzung der Ergebnisse in Ihre Produktion unterstützen. Dabei können Sie nicht nur auf unsere umfangreiche Anlagenausstattung, bestehend aus unterschiedlichen kommerziellen Systemen und hochflexiblen Laboranlagen, sondern auch auf unser Know-how im Bereich der Laserstrahlquellen- und Optikentwicklung zurückgreifen.
Durch unsere enge Kooperation mit weiteren Fraunhofer-Instituten, der FH Aachen, der RWTH Aachen University, dem Aachen Center for Additive Manufacturing (ACAM) sowie dem International Center for Turbomachinery Manufacturing (ICTM) profitieren Sie gleichzeitig von der gebündelten Kompetenz des Standorts Aachen im Bereich der additiven Fertigung.

Das Leistungsangebot umfasst unter anderem folgende FuE-Aufgaben entlang der gesamten Prozesskette:

• Design funktionsangepasster Bauteile
• Entwicklung von Hardware- und Softwarelösungen für die additive Fertigung mittels LPBF (Systems Engineering)
• Lösungen für das Prozessmonitoring sowie zur angepassten Prozessführung zur Steigerung von Produktivität und Bauteilqualität
• Life-Cycle-Assessment zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbetrachtung additiver Fertigungsprozesskette
• Vollumfängliche Charakterisierung vom Pulver bis zum Bauteil
• Machbarkeitsstudien sowie Fertigung von Prototypen
• und Kleinstserien
• Marktstudien und Beratung sowie Workshops und Seminare im Bereich additive Manufacturing