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Im Rahmen unseres Forschungsschwerpunkts "Additive Fertigung" werden folgende Projekte derzeit bearbeitet:

AM-MikroMod – Erfassung von Temperaturgradienten und lokalen Abkühlraten in laseradditiv gefertigten Bauteilen zur Beschreibung und Modifikation der mikrostrukturellen Eigenschaften

Ziel der Kooperation zwischen dem Fraunhofer IWM und dem Leibniz-IWT ist eine Modifikation der Mikrostruktur laseradditiv gefertigter Ti6Al4V Bauteile auf Basis der lokal und zeitabhängig eingebrachten Energie.

Dies soll durch eine detaillierte Beschreibung der Temperaturhistorie mittels in-situ Hochgeschwindigkeits-Infrarot-Messung und daraus abgeleiteter thermischer Modellierung eines laseradditiv gefertigten Bauteils geschehen. Die damit im Schmelzbad, seiner Umgebung und dem ganzen Bauteil ermittelten Temperaturen und Temperaturgradienten sollen zur Ableitung von Prozess- und Schreibstrategien für spezifische lokale thermische Belastungen, z. B. in Abhängigkeit der Bauhöhe, Bauraumbelegung, Stützstrategie und Schichtdicke, eingesetzt werden. Damit soll eine gezielte Gradierung oder Homogenisierung des Werkstoffs ermöglicht werden. Die lokale Abkühlrate bei der laseradditiven Fertigung ist ein entscheidender Faktor für die mikrostrukturellen Eigenschaften von Ti6Al4V hinsichtlich Korngröße und Ausbildung bestimmter Phasen. Aus einer exakten Erfassung der lokalen Heiz- und Kühlraten sowie deren Korrelation mit der Bauteilmikrostruktur und den mechanischen Eigenschaften werden mittels einfacher Künstlicher Neuronaler Netze (KNN) generische Zusammenhänge abgeleitet.

Bearbeitung: Leibniz-IWT Leichtbauwerkstoffe, Fraunhofer IWM

Förderung: BMWK- AiF/IGF (22102 N)

Laufzeit: 01.02.2022 bis 31.07.2024

Dieses Projekt gehört zum  Forschungsschwerpunkt "Additive Fertigung" am IWT Bremen.

Kontakt:
M. Sc. Mika Altmann
Telefon: +49421 218 51414
E-Mail: altmann(at)iwt-bremen.de

 

InnoHatch - Innovative Hatching-Strategien zur Reduktion der Stützstrukturen beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen

Das Ziel des Projektes InnoHatch ist die starke Reduktion der notwendigen Stützstrukturen beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen durch die Entwicklung einer zuverlässigen simulationsbasierten Methode zur automatischen bauteilspezifischen Anpassung der Hatching-Strategien.

Ein wichtiger Bestandteil der additiven Prozesskette ist die Generation der Stützstrukturen. Abhängig vom Bauteil können diese bis zu 30% des gesamten Bauteilvolumens ausmachen. Die in der Nachbearbeitung zu entfernenden Stützstrukturen machen dabei bis 15% der Gesamtkosten aus. Aus diesem Grund hat sich InnoHatch die drastische Reduktion der Stützstellen zum Ziel gesetzt.

Die intelligente bauteilspezifische Planung der Hatching-Strategien (Lage und Abfolge der Laserpfade) auf Basis von Simulationen soll den Großteil der Stützstellen überflüssig machen. Auf dieser Weise wird es möglich sein, auf mindestens 50% der Stützstrukturen zu verzichten, wodurch die Produktivität um bis zu 15% gesteigert werden kann. Zum einen können Bauteile aufgrund der Reduktion des Materialverbrauchs für die Stützstrukturen um bis zu 80% schneller aufgebaut werden, zum anderen reduziert sich der Nachbearbeitungsaufwand um bis zu 50%.

Dieses Vorhaben wurde aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Bearbeitung: WT-LW, AMSIS GmbH

Förderung: EFRE_FUE0638B

Laufzeit: 01.09.2020 – 01.06.2022

Dieses Projekt gehört zum  Forschungsschwerpunkt "Additive Fertigung" am IWT Bremen.

Kontakt:
M.Sc. Lisa Husemann
Tel.: +49421 218 51325
E-Mail: husemann(at)iwt-bremen.de

 

 

LegoLas – In-situ-Legierungsvariation beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen

Ziel des DFG-Forschungsprojektes ist die exakte Erzeugung variabel auflegierter Proben mittels des pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzens.

Die Herstellung variabel auflegierter Proben soll über einen am Leibniz-IWT entwickelten Ansatz, bestehend aus einer Verfahrenskombination aus Suspensionsdrucktechnik und dem pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen, realisiert werden. Dieser zu automatisierende Prozess soll je nach Bedarf gradierte Strukturen mit spezifischen niedriger- und höherlegierten Bereichen erzeugen können. Die Grundlage dieser verschiedenen Legierungsvarianten ist dabei stets dasselbe Ausgangspulver innerhalb eines Fertigungsprozesses. Des Weiteren wird im Rahmen des Forschungsprojektes die Verteilung des Legierungselementes sowohl im Bauraum in Folge der Gasströmung, als auch im umgeschmolzenen Bauteilvolumen detailliert betrachtet. Hiermit soll ein weitgehendes Verständnis über die Rezyklierbarkeit des verwendeten Ausgangspulvers erreicht werden, ohne das mögliche Verunreinigungen des aufgetragenen Legierungselementes nachfolgende Prozesse beeinflussen könnten.

Dieses Vorhaben wird aus Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Bearbeitung: WT-LW, BIAS GmbH

Förderung: TO 1395/1-1

Laufzeit: 01.07.2021 – 30.06.2024

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt „Additive Fertigung“ am IWT Bremen.

Kontakt:

Dr.-Ing. Anastasiya Tönjes
Tel.: 0421 218 51491
E-Mail: toenjes(at)iwt-bremen.de    

M.Sc. Marcel Hesselmann
Tel.: 0421 218 64549
E-Mail: hesselmann(at)iwt-bremen.de

UBRA Portal

Kern des Vorhabens ist die Untersuchung und Optimierung des additiven Fertigungsprozesses durch automatische Auswahl und Anpassung geeigneter Parametersätze des Fertigungsprozesses und der Materialauswahl durch approximative und probalistische Prädiktorfunktionen.

Endoprothetische Implantatversorgungen, wie Hüft- und Kniegelenke, tragen zu einer höheren Lebensqualität bei und stellen ein etabliertes Verfahren dar. Hierbei wird u. a. auf die Legierung Ti6Al4V zurückgegriffen. Diese weist eine hohe spezifische Festigkeit, Steifigkeit, Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit auf. Neben geschmiedeten bzw. gegossenen Endoprothesen werden diese mittlerweile auch mit patientenindividuellen Geometrien über die laseradditive Fertigung aus dem Pulverbett (Laser Powder Bed Fusion, LPBF) gefertigt. Eine gewisse Restporosität in LPBF gefertigten Objekten ist unvermeidlich. Hierbei wird in Gasporosität, Anbindungsfehler und Keyhole-Porosität unterschieden. Jegliche Porenart kann zu einem fatalen Versagen führen, da sie insbesondere unter dynamischer Belastung als Rissausgangspunkt fungieren. LPBF Objekte werden für kritische Anwendungen daher einem heißisostatischen Pressen (HIP) unterzogen.

Kern des Vorhabens ist die Untersuchung und Optimierung des additiven Fertigungsprozesses durch automatische Auswahl und Anpassung geeigneter Parametersätze des Fertigungsprozesses und der Materialauswahl durch approximative und probalistische Prädiktorfunktionen. Dazu sollen zunächst maschinell approximierte Vorhersagemodelle abgeleitet werden die es erlauben Versagen und Lebensdauer der Bauteile anhand der Prozessparameter und weiterer sensorischer Fertigungsdaten abzuschätzen (Vorwärtsmodell). Mit diesen Erkenntnissen soll schließlich das inverse Problem (Rückwärtsmodell) erlangt werden um aus gegebenen Ergebnisparametern der Produkte (Eigenschaften) die optimalen Fertigungsparameter abschätzen zu können.

Dieses Vorhaben wird von der U Bremen Research Alliance mit Fördermitteln des Landes Bremen im Rahmen des AI Centers for Health Care gefördert.

Bearbeitung: Leibniz IWT-WT und Universität Bremen

Förderung: UBRA 2021

Kontakt:
M. Sc. Mika Altmann
Tel.: 0421-218 51414
E-Mail: altmann@iwt-bremen.de

TIRIKA – Technologien und Reparaturverfahren für nachhaltige Luftfahrt in Kreislaufwirtschaft

Das Leibniz-IWT ist unterstützt als Forschungspartner in diesem Verbundprojekt das Ziel einer umweltfreundlichen Luftfahrt.

Hierbei liegen die Forschungsschwerpunkte in der Erhöhung des Leichtbaugrads, dem Einsatz von Werkstoffen für neue Antriebstechnologien und die Erhöhung der Bauteillebensdauer von hoher Relevanz. In diesem Zusammenhang wird an der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften laseradditiv gefertigter Ti6Al4V-Bauteile geforscht. Es sind neuartige Wärmebehandlungsprozesse zu entwickeln, die unter Beachtung der besonderen Mikrostruktur laseradditiv gefertigter Bauteile deren werkstoffmechanisches Potenzial ausreizen.

Bearbeitung: WT-LW, Verbundprojekt unter der Leitung von Airbus Operations GmbH

Förderung: LuFo VI-2 20W2103J

Laufzeit: 01.01.2022 bis 31.03.2025

Kontakt:
M.Sc. Mika León Altmann
Tel: +49 421 218 51414
E-Mail: altmann(at)iwt-bremen.de