Session 1 - 3D‐Druck – Von Mikro bis Makro

Beitrag 1

Titel: Potentiale der additiven Fertigung zur Funktionsintegration in metallische Bauteile

Autor/ Institution: Dr. Bernhard Müller / IWU Dresden

Abstract:

Die additive Fertigung bietet ein großes Potential zur Funktionsintegration und Funktionalisierung von Bauteilen. Metallische 3D-Druckverfahren wie das pulverbettbasierte Laserschmelzen (LPBF) stellen dabei besondere Herausforderungen aufgrund der Verfahrensbesonderheiten: lokal hohe Temperaturen beim Aufschmelzen, Entfernung metallischer Pulverrückstände, Leitfähigkeit des Metalls etc. Zur Erzeugung realer Mehrwerte in 3D-gedruckten Metallbauteilen lassen sich Funktionen auf drei verschiedenen Wegen integrieren: durch geometrische (meist innenliegende) Funktionsstrukturen, durch Komponentenintegration im 3D-Druckprozess (z. B. das Eindrucken von Sensoren oder Aktoren) und durch 3D-Druck von Funktionswerkstoffen (z. B. Magnetwerkstoffe oder Formgedächtnislegierungen). Der Vortrag beleuchtet alle drei Pfade der Funktionalisierung und beschreibt Anwendungsbeispiele aus dem Formen- und Werkzeugbau, der Medizintechnik, der Automatisierungstechnik und weiteren Branchen.

Beitrag 2

Titel: SEAM – großformatiger Kunststoff 3-D-Druck zur Herstellung medizinischer und patientenindividueller Hilfsmittel

Autor/ Institution: Dr. Martin Kausch / Fraunhofer IWU, Chemnitz

Abstract: SEAM ist ein Highspeed-3D-Druckverfahren zur Herstellung von großformatigen Kunststoffbauteilen. Das Kernelement ist die SEAM-Plastifiziereinheit, die das thermoplastische Kunststoffgranulat bis zu 400°C plastifiziert und über eine patentierte Bypass-Düseneinheit kontrolliert bis zu 7 kg/h ausstößt. Im SEAM-Hex 3-D-Drucker wurde die SEAM-Einheit mit einem über eine 6-Achs-Parallelkinematik bewegte Bauplattform kombiniert. Das SEAM 3-D-Druckverfahren hat eine um Faktor 8 gesteigerte Prozessgeschwindigkeit bei 200-facher Kostenersparnis erreicht. Das System erlaubt neben der Verarbeitung von kostengünstigen faserverstärkten Kunststoffen auch elastomer-, metall- oder keramisch gefüllte Kunststoffe, sodass das Anwendungsfeld des 3-D-Druckes aufgrund der Werkstoffvielfalt und spezifischer Produkteigenschaften deutlich gesteigert wird.  Auch größere Serienbauteile in geringer Stückzahl können gefertigt werden, teure Werkzeugkosten entfallen. Ein Anwendungsfeld der SEAM-Technologie ist die effiziente Herstellung von medizinischen und patientenindividuellen Hilfsmitteln wie Orthesen oder Sitzschalen.

Beitrag 3

Titel: 3D Druck: Fertigung neu definiert!

Autor/ Institution:Joachim Kasemann / Mark3D GmbH

Abstract: Mit Materialien wie Glasfaser, Carbon oder Kevlar kann der professionelle Anwender echte Probleme lösen und Bauteile drucken, die bisher nicht 3D gedruckt werden konnten, sondern mechanisch gefertigt werden mussten.

Werkzeuge und Vorrichtungen können häufig nur bedingt additiv gefertigt werden, weil meistens nicht die benötigte Festigkeit erreicht wird. Jetzt wird abriebfestes Nylon mit Glasfaser, Kevlar oder Carbon verbunden und kann damit ein besseres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis erreichen als Aluminium.

3D Druck für Kleinserien – das Unmögliche wird möglich! Mittels Schichtstärken von 0,05 mm und einer integrierten Bauprozesskontrolle können Teile produziert werden, welche die gleiche Qualität aufweisen wie Spritzgussteile. An dieser Stelle ist es nicht übertrieben zu sagen: 3D Druck verändert die Produktion! Die Vorteile sind einfach immens: komplette Designfreiheit, hohe mechanische Belastbarkeit, hohe Wiederholgenauigkeit und extrem geringe Fertigungskosten.

Beitrag 4

Titel: 3D-Druck in Metall am Laserinstitut Hochschule Mittweida - Von Mikro bis Großformat

Autor/ Institution: Martin Erler / Laserinstitut Hochschule Mittweida

Abstract: Die additive Fertigung (AM) hat sich in den vergangenen Jahren zu einer industriereifen Technologie entwickelt und ist aus vielen Bereichen der Wirtschaft nicht mehr wegzudenken. Die Attraktivität des Einsatzes der verschiedenen Technologien nimmt in immer mehr Industriezweigen zu. Mit den neusten Entwicklungen am Laserinstitut Hochschule Mittweida (LHM) werden weitere neue Anwendungsbereiche erschlossen. So wird am LHM im Bereich der pulverbettbasierten additiven Fertigung die konventionelle Technologie in zwei Richtungen weiterentwickelt. So ist zum einen, die Fertigung von Präzisionsbauteilen mit Strukturauflösungen kleiner 50 µm gegenwärtig Bestandteil der Forschung. Die möglichen Anwendungen hierfür sind unter anderem im Bereich der Medizintechnik sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik zu finden. Auf der anderen Seite beschäftigt sich das LHM mit einem neuartigen Ansatz zum großvolumigen Schwerlastdruck. Hier liegen die Strukturauflösungen bei größer 1 mm, was es ermöglicht extreme Aufbauraten zu erzielen. Neue Anwendungsfelder können im Bereich des Bauwesens, Kraftwerksbaus oder Turbinen- und Pumpenbaus liegen.