Technologien

Projektbeispiele zum Forschungsthema Technologie

Generierung drei-dimensionaler Multimaterialbauteile
© Foto Fraunhofer IGCV

Generierung drei-dimensionaler Multimaterialbauteile

Flexibilisierung der additiven Fertigung für die Herstellung funktionsoptimierter Werkzeug- und Formeinsätze

Kleinserienfertigung von Metallbauteilen
© Foto Fraunhofer EMI

Kleinserienfertigung von Metallbauteilen

Parameterstudie, Qualitätsprüfung und Ökonomische Betrachtung

Generative Herstellung großformatiger Bauteile
© Foto Fraunhofer IFF

Generative Herstellung großformatiger Bauteile

HP3D - Entwicklung und Bau einer hochproduktiven Fertigungsanlage zur generativen Herstellung großvolumiger Bauteile aus wahlfreien Kunststoffen

HM-Druck
© Foto Fraunhofer IGCV

HM-Druck

Hartmetallverarbeitung mittels 3-D-Druck für komplexe Hartmetallwerkzeuge

Numerische Simulation des Rakelns im Pulverbett
© Foto Fraunhofer IWM

Prozessmodellierung

Numerische Simulation des Rakelns im Pulverbett

Die Homogenität der Pulverschicht beeinflusst die Oberflächenrauheit und Porosität des Bauteils beim selektiven Laserschmelzen.

Verzugsminimierung bei der additiven Fertigung
© Foto Fraunhofer IWM

Prozessmodellierung

Verzugsminimierung bei der additiven Fertigung

Gradierte oder Multimaterial-Bauteile aus Keramik und/oder Metall schwinden beim Sintern inhomogen

Prozesskette mit vor- und nachbereitenden Verfahren
© Foto Fraunhofer IPK

Prozesskette mit vor- und nachbereitenden Verfahren

ProFeX – Prozesskette für die Fertigung hochkomplexer Turbinenbauteile

Strukturleichtbau
© Foto Fraunhofer IWU

Prozessentwicklung

Strukturleichtbau

Die Herstellung von Bauteilen mit Gitterstrukturen durch Laser-Strahlschmelzen kombiniert eine Gewichtsreduktion des Bauteils mit Zeit- und Kosteneinsparungen bei der Fertigung

Generierung drei-dimensionaler Multimaterialbauteile
© Foto Fraunhofer IGCV

Generierung drei-dimensionaler Multimaterialbauteile

CerAMics: Funktionale Zusammenschlüsse bestehend aus Keramik & Metall

Fused Filament Fabrication (FFF) von Keramik
© Foto Fraunhofer IKTS

Fused Filament Fabrication (FFF) von Keramik

Faserverstärkte SiC-Bauteile für Hochtemperaturanwendungen

Funktionale Oberflächenstrukturierung
© Foto Fraunhofer IWS

Generatives Laser-Draht-Auftragschweißen

Funktionale Oberflächenstrukturierung

Laser-Draht-Auftragschweißen mit Feindraht ist ein alternatives Herstellungsverfahren zum Aufbau präziser Prägestrukturen auf Werkzeugen

Electron Beam Melting
© Foto Fraunhofer IFAM

Electron Beam Melting

Nachweis der Verarbeitbarkeit einer TiAl-Legierung (RNT650) mittels EBM

Produktion – von der Idee zur Markteinführung

Bei der Entwicklung eines Produktes sind Unternehmen mit schnell veränderlichen Märkten konfrontiert. Für ganzheitliche Produktionsabläufe ist es wichtig, alle am Produktlebenslauf beteiligten Prozesse und Technologien – von der Produktentwicklung bis zur Fertigung und Logistik – genau zu analysieren und die Produktionsabläufe optimal aufeinander abzustimmen.

Unter Einbezug aller aktuellen generativen Technologien entwickeln die Institute der Allianz neue Anwendungen. Darüber hinaus bieten sie Sondersysteme und umfassende hardware- und softwaretechnische Lösungen zu folgenden Verfahren:

  • Laserbasierte Verfahren – Metalle und Kunststoffe
  • 3D-Drucktechnologien – Keramiken und Photopolymere
  • Prozessketten und Folgeverfahren

Die Fraunhofer-Allianz Generative Fertigung bietet Ihnen ausgereifte und reproduzierbare Prozesse sowie individuell angepasste Anlagen für Ihre Anwendungen und Produkte.

Aktuelle Entwicklungen

Herstellung metallischer Implantate

Die Implantatherstellung auf Basis generativer Verfahren gewinnt aufgrund der fast uneingeschränkten geometrischen Freiheit bei Konstruktion und Fertigung und in Kombination mit neuen Werkstoffen immer mehr an Bedeutung. Das Potenzial, mittels komplexer innerer Bauteilstrukturen etwa den Knochenaufbau nachzuempfinden und so bei Erhalt der mechanischen Festigkeit, Gewicht einzusparen, ist nahezu einzigartig. Exemplarisch für die wachsende Werkstoffpalette stehen bewährte, biokompatible Leichtmetalllegierungen auf Titanbasis (Ti6Al4V), genauso wie bekannte CoCr-basierte Werkstoffe. In Verbindung mit neuen Konstruktionsphilosophien und Simulationstechniken entstehen so neue Ansätze für Produkte –beispielsweise Implantate mit integrierten Reservoiren für eine Langzeitmedikation.

Unsere Leistungen

Laser- und Verfahrensweiterentwicklung erhöhen Produktivität und Qualität

Hier entwickeln wir generative 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 Allianz-Institute umfassen verfahrenstechnische, physikalischer und werkstoffkundlicher 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 werden komplette Pilotanlagen entwickelt und installiert.

Unsere Leistungen

Prozesse

Im Bereich Generative Verfahren entwickeln wir generative 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 Allianz-Institute umfassen verfahrenstechnische, physikalische und werkstoffkundlicher 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 entwickeln und installieren wir komplette Pilotanlagen.

Peripherie, Prozessketten und Folgeverfahren

Mit der Einführung der generativen Fertigungstechnologie in die Produktion allein ist es nicht mehr getan. Vielmehr bedarf es einer umfassenden Implementierung der generativen Logik in die komplette Produktionskette – von der Vorplanung über die Konstruktion bis zur Weiterentwicklung und Anpassung der Anlagen und Materialien. Die Aufgaben sind vielfältig und komplex.

Automatisierung der generativen Technologien

Neben dem Kernprozess des Drucks erfordern die generativen Prozesse in der Fertigung die Integration vor- und nachgelagerter Schritte. Dies sind häufig ein automatisiertes Handling der Materialien und Bauteile, Reinigung sowie eine Qualitätskontrolle, zum Beispiel durch Bildverarbeitungssysteme. Die Prozesssicherheit und die Prozessreproduzierbarkeit sind zentrale Kriterien bei der Entwicklung neuer Anwendungen.

Unsere Leistungen

 

Hybride Bearbeitungstechnologien

Die Allianz-Institute entwickeln hybride Bearbeitungstechnologien für die Zerspanung und Blechumformung schwer bearbeitbarer Werkstoffe. Die Prozessorganisation erlaubt hier die Komplettbearbeitung komplex geformter Bauteile. Selbst bei kleinen Losgrößen und hoher Variantenzahl gelingt so eine flexible und effiziente Fertigung.

Die Arbeiten der Allianz-Institute umfassen die Entwicklung neuer Anwendungen auf Basis der Kundenspezifikationen (Werkstoffadaption, Geometrie, Wirtschaftlichkeit, Produktqualität und Umweltbedingungen). Dies betrifft sowohl die Entwicklung und Optimierung einzelner Komponenten und Teilsysteme als auch den Bau kompletter Fertigungsanlagen.