Produktgestaltung

Neue Fertigungsmethoden inspirieren das Industriedesign. Durch das Zusammenspiel von Form und Technik entstehen immer neue Produkte. Additive Technologien als Fertigungsverfahren bieten Industriedesignern, aber auch anderen Zielgruppen in der Produktentwicklung höchste Freiheitsgrade.

Bionisches Design

Die Lösung konstruktiver Aufgaben nach Vorbildern aus der Natur wird in vielen technischen Anwendungen bereits heute umgesetzt. Durch die großen gestalterischen Freiheiten, die die additiven Fertigungsverfahren bieten, gelingt es, auch Leichtbaustrukturen aus der Natur abzuschauen und ohne Rücksicht auf fertigungstechnische Beschränkungen bereitzustellen – eine deutlich bessere und direktere Umsetzung der bionischen Vorbilder in technische Lösungen.

Konstruktion nach »additiven« Prinzipien

Für alle traditionellen Fertigungsverfahren wie das Fräsen, Drehen oder Spritzgießen existieren fest vorgegebene Konstruktionsrichtlinien. Vieles kann nicht gefertigt werden oder ist mit großem Aufwand verbunden. Die additiven Fertigungsverfahren sind weitaus weniger Einschränkungen unterworfen. Die traditionellen Konstruktionsregeln gelten hier nicht und müssen zum Teil sogar konsequent missachtet werden, um alle Vorteile der Verfahren auszuschöpfen. Die Aussage, dass Komplexität in der Herstellung keine Kosten verursacht oder diese sogar einspart, ist nur ein kleiner Teil des Umdenkprozesses, der stattfinden muss.

Aktuelle Entwicklungen

Designregeln für das Kunststoff-Lasersintern

Die geometrische Freiheit, die die additiven Fertigungsverfahren bieten, erlauben es, ein neues Design in der Produktwelt zu etablieren. Organische Formen, komplexe Leichtbaustrukturen und Freiformflächen sind nur einige der Designelemente, die die Ästhetik der additiv hergestellten Produktpalette in Zukunft prägen. Individuelle Fertigung macht eine "Mass Customization" möglich und der Kunde kann aktiv in den Gestaltungsprozess eingreifen.

Individuelle Kunststoff-Prothesen

Eine Amputation ist immer mit einem tragischen Schicksal verbunden. Schwere Unfälle und lebensbedrohliche Krankheiten gehen jeder Amputation voraus. Jede Amputation ist mit einer langen Rehabilitationsphase verbunden.

Um einen Amputierten bestmöglich zu versorgen, sind individuelle Lösungen unverzichtbar: Die Integration hochtechnischer Komponenten, beispielsweise computerchipgesteuerte Kniegelenke und myoelektronische Steuerungen, liefert jedoch nur einen einzelnen Baustein einer erfolgreichen Patientenversorgung. Für die Zufriedenheit der Patienten sind zumeist andere Eigenschaften ausschlaggebend: Die Prothese muss exakt an den Körper passen. Sie soll sehr leicht sein und gut aussehen. Gerade hier kann die additive Fertigung punkten.

Bionische Strukturen umsetzen

Die Natur erschafft »Leichtbaulösungen« häufig durch komplexe hierarchische Strukturen. Gradierte Bauteileigenschaften tragen zur Festigkeit und Zuverlässigkeit bei. In einem aktuellen Forschungsprojekt werden zelluläre Trabekelstrukturen der Form des Bauteils angepasst und lokal an die mechanischen Anforderungen angeglichen.

Unsere Leistungen

Gestaltungsrichtlinien

Bei den additiven Fertigungsverfahren sind, wie bei den traditionellen Fertigungsverfahren auch, Gestaltungsrichtlinien und -regeln zu beachten, die über den Erfolg oder den Misserfolg einer Lösung entscheiden. Auch hier bietet das Kompetenzfeld Additive Fertigung Beratung zu einer Vielzahl an Aufgaben und den jeweils passenden Fertigungsverfahren und Materialien. Auch im Hinblick auf unterschiedliche produktbezogene Normen und Vorschriften in Kombination mit additiven Fertigungsverfahren beraten wir Sie gerne.

Mit unserer Kompetenz in den additiven Verfahren entwickeln wir auch Fertigungsverfahren wie das Selective Laser Melting (SLM). Mit dem SLM als Rapid-Prototyping- und Rapid-Manufacturing-Verfahren werden metallische und keramische Bauteile und Werkzeuge hergestellt.

Die Arbeiten der Institute des Kompetenzfelds umfassen verfahrenstechnische, physikalische und werkstoffkundliche Grundlagen, die Modellbildung zur Unterstützung und Optimierung der Verfahrensentwicklung sowie die Entwicklung von Komponenten zur Strahlführung und -formung, zur Pulverzufuhr und zur Prozessüberwachung und -regelung. Darüber hinaus entwickeln und installieren wir komplette Pilotanlagen.