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Von allen Aspekten, die die Technologie der Additive Fertigung betreffen, ist die Entwicklung und Verwendung neuer Werkstoffe am wenigsten untersucht. Angesichts dessen, dass sämtliche Produkte, auf die wir täglich angewiesen sind, aus einer Vielzahl spezieller Werkstoffe hergestellt wurden, nehmen Werkstoffe eine zentrale Rolle ein. So kann beispielsweise ein spezieller Werkstoff Legierungselemente enthalten, die zu hohen Festigkeiten bei gleichzeitig guter Bruchzähigkeit oder Korrosions- und Kriechbeständigkeit führen.

Das Spektrum solcher Werkstoffe, die für additiv gefertigte Produkte eingesetzt werden, ist jedoch derzeit noch sehr eng begrenzt, da sich die Werkstoffe oftmals nicht auf die neue Technologie übertragen lassen oder bei den Eigenschaften nicht mit konventionell gefertigten Produkten mithalten können.

Andererseits zeigt sich bei der gezielt auf die Additive Fertigung ausgerichtete Entwicklung neuer Werkstoffe und Legierungen, dass sich mit der Technologie Eigenschaftsprofile realisierbar werden, die bisher niemals für möglich erschienen und völlig neue Freiheitsgrade bei der Gestaltung und Verwendung innovativer Produkten schaffen.

Allerdings erfordert derzeit jede neue Werkstoffzusammensetzung, die für die Additive Fertigung verwendet wird, eine signifikante Entwicklung, die die Betrachtung der gesamten Prozesskette von der Vormaterialerzeugung über den additiven Fertigungsprozess bis hin zum Post-Processing und der Eigenschaftsprüfung erforderlich macht.

Vom Pulver zum Bauteil

Das Leibniz-IWT verfügt bei der pulverbasierten Additiven Fertigung über die gesamte Prozesskette - vom Pulver zum Bauteil - und damit über ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal für eine durchgängige werkstofforientierte Erforschung neuer Werkstoffe für die Additive Fertigung.

Forschungsschwerpunkte

  • Legierungsentwicklung: Stahl, Aluminium, Metallische Gläser, Hochentropielegierungen
  • Pre-Processing: Schmelzenzerstäubung, Pulvercharakterisierung, Modellierung und Simulation
  • Processing: Pulverbettbasierte Laseradditive Fertigung, Insitu-Wärmebehandlung
  • Post-Processing: Wärmebehandlung, Distortion Engineering, Zerspanung und Oberflächenbehandlung
  • Bauteilprüfung und Werkstoffcharakterisierung: Mechanische Prüfung, Metallographie, Physikalische Analyse