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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Additive Multimaterial-Fertigung durch Kombination aus Laserstrahlschmelzen und Pastenextrusion

Mittwoch (18.09.2019)
16:30 - 17:00 Uhr Heyn

Der Einsatz von mehreren Werkstoffen in einem additiven Fertigungsschritt bietet die Möglichkeit, eine funktionsgerechte Konstruktion umzusetzen. Diese ist mit dem heutigen Stand der Technik nur durch die Fertigung von Einzelkomponenten und deren Montage möglich. Mit den notwendigen Schnittstellen ist eine kompakte Bauteilgeometrie nur mit Kompromissen möglich. Am Fraunhofer IWU wird eine Verfahrenskombination aus Laserstrahlschmelzen (LBM – laser beam melting) und Pastenextrusion erforscht. Mittels LBM werden aus einem pulverförmigen Grundwerkstoff Bauteile mit Kavitäten gefertigt. Die zunächst mit Pulver gefüllten Kavitäten werden im Anschluss durch ein Robotersystem und dem passenden Werkzeug vom Pulver befreit. Der zweite Funktionswerkstoff wird als metallische Paste mit einem Extruder in die geschaffene Struktur mit dem Robotersystem eingebracht. Durch die Bauplattenheizung der LBM-Anlage sowie durch den Anlagenlaser wird die Paste vom Binder befreit und die Metallpartikel versintert. Mit dieser erweiterten LBM-Prozesskette wurden Bauteile mit inneren Kavitäten aus dem Grundwerkstoff 1.4404 gefertigt. Der additiv verarbeitete Grundwerkstoff liefert eine verschleißarme, mechanisch belastbare äußere Hülle. Die Kavitäten wurden zur Erzielung einer hohen lokalen Wärmeleitfähigkeit im Bauteilkern mit Kupfer- und Silberpasten versehen. Die erzielten Ergebnisse werden präsentiert und die weiteren Potentiale der erweiterten LBM-Prozesskette vorgestellt. Insbesondere die Möglichkeit zur Fertigung von Leiterbahnen im metallischen Bauteil wurde erkannt. Ein weiteres Extrusionssystem zum Ausbringen eines Isolationsmaterials ist aus diesem Grund bereits am Robotersystem installiert.

Sprecher/Referent:
Martin Jaretzki
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Weitere Autoren/Referenten:
  • Juliane Fichtner
    Fraunhofer IWU
  • Friedrich Töpfer
    Fraunhofer IWU