15.03.2019

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Quelle: BAM

Auch 2019 ist die BAM wieder auf der Hannover Messe vertreten. Vom 01. bis 05. April (Halle 2, Stand C51) werden aktuelle Projekte zur Additiven Fertigung präsentiert, sowie über Karrieremöglichkeiten und BAM-Ausgründungen informiert.

Sichere Bauteile aus der additiven Fertigung

Additive Fertigung ermöglicht eine passgenaue Herstellung komplexer Bauteile durch den schichtweisen Aufbau durch Ablagern von Material. Durch das hohe Maß an Flexibilität ist das Potenzial für Innovationen in verschiedenen Anwendungsbereichen entsprechend groß: vom Maschinen- und Anlagenbau über Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik bis hin zum Bauwesen. Der zuverlässige Einsatz additiver Fertigungsverfahren insbesondere in sicherheitsrelevanten Anwendungen bedarf eines eingehenden Verständnisses der Prozesse und Parameter der additiven Fertigung und ihrer Produkte.

Gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Forschung entwickelt die BAM additive Fertigungsverfahren weiter. Wir wollen zum Beispiel wissen: Wie lässt sich ein zuverlässiges Prozessmonitoring entwickeln, um aufwendige Bauteilprüfungen zu vermeiden? Wie können wir voraussagen, wie belastbar additiv gefertigte Produkte sind? Können Ersatzteile auf einer Raumstation gedruckt werden?

Im Themenfeld Material bündelt die BAM ihre vielseitige Expertise – von der Charakterisierung der Ausgangsmaterialien über die flexible Fertigung bis zu Prüftechniken und Bauteilprüfungen für eine hohe Produktvariabilität. Die Ergebnisse können u.a. bei der Entwicklung von Normen und Standards helfen, um das Potenzial additiver Fertigungsverfahren weiter zu erschließen und in anerkannte und standardisierte Verfahren für die industrielle Fertigung zu überführen.

Prozessverständnis, Werkstoffprüfung und Standardisierung

Additiv gefertigte Bauteile werden derzeit – mit wenigen Ausnahmen – nicht in sicherheitskritischen Bereichen eingesetzt. Der Grund hierfür liegt in fehlenden Kriterien, nach denen additiv gefertigte Bauteile auszulegen, zu prüfen und zu qualifizieren sind. Bestehende Regelwerke und Erkenntnisse lassen sich aufgrund vielfältiger prozessbedingter Einflussgrößen, der geometrischen Freiheitsgrade der Produkte und der komplexen Werkstoffbeeinflussung nicht ohne Weiteres übertragen. Im Zentrum der Aktivitäten der BAM stehen daher die Fragestellungen: Welche werkstofftechnischen Eigenschaften und Versagensmechanischen liegen bei additiv gefertigten Bauteilen vor? Wie kann durch prozesstechnische und metallurgische Maßnahmen die Qualität der Bauteile verbessert werden? Wie lässt sich prozessbegleitend die Qualität auch bei komplexen Geometrien zuverlässig erfassen und sicherstellen?

Qualitätssicherung: Prüfung von additiv gefertigten Teilen per Computertomographie

Die BAM entwickelt und bewertet zerstörungsfreie Prüfverfahren für die Charakterisierung von inneren Strukturen und Fehlstellen im Mikrometerbereich und darunter. Eine quantitative 3D-Materialcharakterisierung wird durch den Einsatz von höchstauflösenden bildgebenden Röntgenmethoden realisiert. Die BAM hat jahrzehntelange Erfahrung mit der Entwicklung von Mikro- Computertomographen (µ-CT), deren Möglichkeiten mittels Synchrotron-µ-CT an der BAMLine am Berliner Elektronsynchrotron BESSY erweitert wurde. Dies erlaubt eine visuelle und quantitative Defektcharakterisierung in der Längenskala von bis zu 0,001 mm.

Lesen Sie mehr zum Projekt "Mikrostrukturentwicklung in additiv gefertigten metallischen Komponenten: vom Pulver zum mechanischen Versagen" (AGIL)

Blick in den Prozess I: additive Fertigung von metallischen Teilen

Die Qualität additiv gefertigter Bauteile wird wesentlich durch die Prozessparameter während der Fertigung beeinflusst. Für die Prozessüberwachung werden daher Sensoren und Messsysteme zur Kontrolle der Energiequelle, des Bauraums, des Schmelzbades und der Bauteilgeometrie zumindest in der metallbasierten additiven Fertigung schon kommerziell angeboten. Diese ermöglichen es bisher aber noch nicht, Defekte und Inhomogenitäten direkt oder indirekt nachzuweisen. Das Projekt "Prozessmonitoring in der Additiven Fertigung" (ProMoAM) der BAM hat daher das Ziel, Verfahren der Spektroskopie und zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) zur In-situ-Bewertung der Qualität additiv gefertigter Metallbauteile in laser- oder lichtbogenbasierten AM-Prozessen zu entwickeln.

Lesen Sie mehr zum Projekt "Prozessmonitoring in der Additiven Fertigung" (ProMoAM)

Blick in den Prozess II: additive Fertigung von Keramikteilen

Im Fokus steht die Entwicklung eines Messgerätes zur schnellen 3D-Formerkennung mit Lasertriangulation an kompakten Proben bei Temperaturen bis 1700°C, unter Verwendung von Laserlichtschnittsensoren. (Hochtemperatur Laserprofilometrie HTLP) Die BAM arbeitet seit 2007 erfolgreich an der Entwicklung eines Vorläufergerätes zur Charakterisierung flacher, keramischer Proben und seit 2013 am Aufbau dieses Prototyps, der in der aktuellen Phase zur Marktreife gebracht werden soll.

Innovative Materialien: Additive Fertigung für den Baubereich

Hier wird erforscht, inwieweit zementbasierte Materialien oder Materialien mit Zusatz von Geopolymeren additiv zu Infrastrukturelementen für den Baubereich gefertigt werden können. So lassen sich beispielsweise Ersatzteile für Abwassersysteme wie Verteilerelemente mit individueller auf den Problemfall angepasster Geometrie herstellen. Bei Wartungsarbeiten können einzelne Elementen gezielt und somit kostengünstiger ausgetauscht werden.

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