Additive Fertigung

Hier finden Sie Videos und Audiobeiträge zur Additiven Fertigung.

Optimierter Metall-3D-Druck dank Draht-LMD 

Komplexe Bauteile aus Metall lassen sich flexibel und kostengünstig mit dem additiven Draht-Laserauftragschweißen fertigen. Wissenschaftler des Fraunhofer ILT haben eine Bearbeitungsoptik mit Ringstrahl für das koaxiale LMD (Laser Material Deposition) mit Draht entwickelt, womit annähernd 100 Prozent des zugeführten Werkstoffs genutzt werden können. Der Prozess ist zudem staubfrei, sodass im Vergleich zu vielen pulverbasierten Prozessen ein höherer Umwelt- und Mitarbeiterschutz erreicht wird. Das Video zeigt das Funktionsprinzip der neuen Optik und den Einsatz beim Draht-LMD.

On-the-fly-Bearbeitung mit Multi-Scanner für das Laser Powder Bed Fusion

Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts futureAM haben Wissenschaftler des Fraunhofer ILT eine optimierte Prozessstrategie für das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) entwickelt. In den Prototyp der LPBF-Maschine des Fraunhofer ILT mit einer maximalen Bauraumgröße von 1000 mm x 800 mm x 500 mm wurde ein Multi-Scanner-Bearbeitungskopf mit fünf Laserscanner-Systemen integriert. Um die Produktivität des Systems zu erhöhen, wurde eine synchronisierte Bewegung der Galvanometerscanner und des Linearachssystems realisiert, die eine On-the-fly-Bearbeitung ermöglicht.

 

Additive Fertigung mit Draht-Laserauftragschweißen

Laserbasierte additive Fertigung einer Verdichterschaufel-Kontur. Per Draht-Laserauftragschweißen wird der Werkstoff Inconel 718 auf das Bauteil aufgebracht – die einzelnen Schichten sind dabei dicht, rissfrei und weisen eine hohe Qualität auf. Auch Geometrien mit hoher Komplexität lassen sich auf diese Weise additiv herstellen.

Skalierbares Maschinenkonzept für das Laser Powder Bed Fusion

Im strategischen Leitprojekt futureAM entwickeln die fünf Fraunhofer-Institute ILT, IFAM, IGD, IWS und IWU sowie die Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT das Additive Manufacturing (AM) metallischer Bauteile systematisch weiter. Wissenschaftler des Fraunhofer ILT haben nun ein skalierbares Maschinenkonzept für das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) großer Metallbauteile entwickelt. In diesem System, das ein sehr großes, effektiv nutzbares Bauvolumen bietet (1.000 mm x 800 mm x 500 mm), kommt ein neuer mobiler Laserbearbeitungskopf zum Einsatz. Damit kann die Produktivität im Vergleich zu herkömmlichen LPBF-Systemen um den Faktor 10 gesteigert werden. Das Video zeigt Ausschnitte aus einem AM-Prozess im neuen System.

Laser Powder Bed Fusion für Kupferwerkstoffe mit grünem Laser

Auf der formnext 2018 präsentierte das Fraunhofer ILT eine neue Entwicklung zum Laser Powder Bed Fusion von Kupferwerkstoffen. Mit dem pulverbettbasierten Verfahren und mit grüner Laserstrahlung lassen sich Bauteile additiv fertigen, die die besonderen Werkstoffeigenschaften von reinem Kupfer und insbesondere eine genauso hohe Leitfähigkeit aufweisen, wie der Ausgangswerkstoff.

Auch die entsprechende Anlagentechnik und Prozessführung entwickeln die Aachener Wissenschaftler in diesem Projekt, das durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen AiF »Otto von Guericke« e.V. und dem Deutschen Verband für Schweißen und artverwandte Verfahren DVS e.V. gefördert wird

Korrosionsschutz: Bauteile beschichten mit Laserauftragschweißen

Bauteile werden per Hartverchromen, thermischem Spritzen oder Laserauftragschweißen vor Korrosion und Verschleiß bewahrt. Allerdings bergen all diese Verfahren Nachteile – so ist beispielsweise die Beschichtung mit Chrom(VI) seit September 2017 nur noch nach Autorisierung erlaubt. Das extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen EHLA des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT und der RWTH Aachen University ist frei von diesen Nachteilen und kommt ohne das umweltschädigende Chrom(VI) aus. Mit EHLA lassen sich Bauteile besonders wirtschaftlich und umweltfreundlich beschichten, reparieren oder additiv fertigen.

Dr. Andres Gasser und Thomas Schopphoven vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und Gerhard Backes vom Lehrstuhl für Digital Additive Production der RWTH Aachen University erhielten für die Entwicklung des EHLA-Verfahrens den Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2017.

Hybrid-Additive Fertigung mit Laserauftragschweißen

Durch die hybrid-additive Fertigung mit Laserauftragschweißen können die Vorteile konventioneller Prozessketten sowie der additiven Fertigung vereint werden. Dabei bezieht sich die hybrid-additive Fertigung in dieser Anwendung auf den additiven Aufbau lokaler Features auf konventionell gefertigte Rohteile. Dies ermöglicht eine effiziente und anforderungsorientierte Individualisierung zu vergleichsweise geringen Kosten. Das Video zeigt eine solche lokale Verstärkung durch Laserauftragschweißen am Beispiel einer gegossenen Fahrwerkskomponente aus dem Automobilbau.

Laserauftragschweißen

In dieser Demonstration wird durch Laserauftragschweißen (LA), auch bekannt als Laser Material Deposition (LMD), ein dreidimensionales Bauteil ohne Stützstrukturen additiv hergestellt.

Das Programm für die Roboteranlage am Fraunhofer ILT wird dabei Offline erstellt.

Als Zusatzwerkstoff wird die Nickelbasis-Superlegierung Inconel 625 eingesetzt, welche häufig im Turbinen- und Chemiesektor Anwendung findet. Es kommt eine kontinuierliche koaxiale Pulverdüse des Fraunhofer ILT zum Einsatz.

Die gesamte Prozesszeit beträgt 23 Minuten.

Neues CAM-System für effizientes Laserauftragschweißen

Am Fraunhofer‐Institut für Lasertechnik ILT ist ein offline Programmiersystem für das Laserauftragschweißen entwickelt worden. Das Programm LMDCAM2 versetzt Prozessentwickler und Anwender in die Lage, auch für komplexe Schweißaufgaben mit nicht Standard‐Schweißstrategien auf Basis von digitalisierten Modellen bzw. CAD Daten zeitnah Werkzeugbahnen zu erzeugen. Für die Mehrachsbearbeitung stellt die Software dem Nutzer ein Simulationstool zur Verfügung. Auf Basis eines hinterlegten Maschinenmodells kann die Bewegung der gesamten Maschine visualisiert und überprüft werden. Dabei werden sowohl kartesische Kinematiken als auch Roboter unterstützt.

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