Design Center Additive Manufacturing

Themenbroschüre »Design Center Additive Manufacturing«
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Themenbroschüre »Design Center Additive Manufacturing«

Mit rund 20 Jahren Erfahrung im Bereich des Additive Manufacturing (AM) von metallischen Bauteilen mittels Selective Laser Melting (SLM) zählt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Lasertechnik LLT der RWTH Aachen University weltweit zu den führenden Forschungsinstituten auf diesem Gebiet. Das SLM-Verfahren bietet die einzigartige Möglichkeit, komplexe Funktionsbauteile ressourceneffizient und wirtschaftlich herzustellen. Die Experten des Design Centers unterstützen Sie bei der Auslegung und konstruktiven Anpassung von maßgeschneiderten Bauteilen für die additive Fertigung.

Selective Laser Melting

Durch den schichtweisen Aufbauprozess ohne formgebende Werkzeuge wird eine dreidimensionale Fertigungsaufgabe auf zwei Dimensionen reduziert. Die Fertigungskosten hängen nicht von der Komplexität der Geometrie sondern nur vom Volumen des aufzubauenden Bauteils ab. Dadurch bietet SLM eine Reihe von systematischen Vorteilen im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren, wie dem Umformen oder der Zerspanung.

Complexity for free

Größere Bauteilkomplexität z.B. durch Funktionsintegration, interne Strukturen, topologieoptimiertes sowie monolithisches Design bisheriger Baugruppen kann ohne zusätzlichen Kosten mit SLM realisiert werden.

Individualisation for free

Mit SLM ist die Herstellung von individualisierten Bauteilen mit unterschiedlichen Geometrien gleichzeitig innerhalb eines Prozesses möglich.

Weight reduction for free

Bauteile mit integrierten Hohl- oder Gitterstrukturen reduzieren das aufzubauende Volumen signifikant. Die Realisierung solcher Leichtbaukomponenten mit SLM bedeutet im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren eine systematische Zeit- und damit Kostenersparnis. Zusätzlich sorgt eine Gewichtsreduktion für Ressourceneffizienz beim Bauteileinsatz.

Time to market

Mit SLM besteht die Möglichkeit, Prototypen und Kleinserien mit serienidentischen Werkstoffeigenschaften in kürzester Zeit herzustellen.

Zur Etablierung des SLM als industrielles Fertigungsverfahren und zur Nutzung der dargestellten verfahrensspezifischen Vorteile ist eine Anpassung des Bauteildesigns notwendig. Durch unsere enge Kooperation mit dem Exzellenzcluster »Integrative Produktionstechnik« und dem Forschungscampus »Digital Photonic Production« profitieren Sie von der gebündelten Kompetenz im Bereich des Designs und der Auslegung von Bauteilen für die additive Herstellung.

Bauteildesign für Additive Manufacturing

Additive Fertigungsverfahren wie das SLM, bieten im Gegensatz zu konventionellen Herstellungsverfahren enorme Gestaltungsfreiräume. Erst ein grundsätzliches Umdenken in der Produktentwicklung ermöglicht die Ausschöpfung aller Verfahrenspotenziale von additiven Fertigungsverfahren. Im Design Center Additive Manufacturing werden gemeinsam mit dem Kunden geeignete Bauteile analysiert und identifiziert, bei denen die additive Fertigung und ein  funktionsgerechtes Redesign des Bauteils technologische oder wirtschaftliche Vorteile verspricht.

Design-Workshops zur Bauteiloptimierung

Im Rahmen von Workshops und Seminaren werden die Möglichkeiten und Grenzen des Additive Manufacturing anhand von Kunden-Bauteilen  analysiert. Unsere Experten zeigen die wirtschaftlichen und technologischen Vorteile der additiven Fertigung anhand von konkreten Anwendungsszenarien auf. Die ausgewählten Bauteile werden fertigungs- und funktionsgerecht optimiert: Das Gewicht kann z.B. durch Topologieoptimierung oder Gitterstrukturen reduziert werden, die Funktions- und Integralbauweise wird z.B. durch Anpassung von Dämpfung und Steifigkeit, Aero- und Fluiddynamik oder Reduktion der Bauteilanzahl verbessert. Die so optimierten Bauteile können schließlich als Prototypen oder Kleinstserien zur Validierung des Designs additiv im Fraunhofer ILT gefertigt werden.

Leistungsangebot

  • Schulungen zum Thema Potenzial und Grenzen von additiven Fertigungsverfahren
  • Workshops zur Beschleunigung von Innovationszyklen mittels agiler Produktentwicklung im Bereich AM
  • Workshops zur AM-gerechten Bauteilauslegung
  • Auslegung und Redesign von Bauteilen im Kundenauftrag
  • Additive Fertigung von Prototypen und Kleinstserien zur Validierung des Bauteildesigns
  • Optische Vermessung von additiv hergestellten Prototypen
  • Validierung der mechanischen Eigenschaften von additiv hergestellten Prototypen
  • Nachbearbeitung der Prototypen