RessFAST - Steigerung der Materialeffizienz durch ressourceneffiziente Fertigung für Bauteile aus Aluminium, Stahl, Titan


 

Ziel des Verbundvorhabens ist es für ausgewählte industriell wichtige Werkstoffe auf Fe-, Al-und Ti-Basis eine effizientere Nutzung natürlicher Ressourcen durch die Erhöhung der spezifischen Materialausbeute mittels generativer Fertigungsverfahren zu erreichen.
Die Geometrie der im Projekt zu entwickelnden Bauteildemonstratoren für den Flugzeug- und Pumpenbau wird bisher durch subtraktive Verfahren (Gießen, Drehen, Fräsen) mit einem zu verbessernden Materialnutzungsgrad erzeugt. Die generative Fertigung über selektives Laserschmelzen (engl. Laser Beam Melting, LBM) oder Elektronenstrahlschmelzen (engl. Electron Beam Melting, EBM) stellt eine vielversprechende Alternative zu den konventionellen, nichtgenerativen Verfahren dar. Bei diesen beiden Verfahren wird das Bauteil direkt aus einem Pulverbett mittels Laser- oder Elektronenstrahl generiert, wobei selektiv nur das für dieses Bauteil benötigte Pulver aufgeschmolzen wird, während das verbleibende Pulver prinzipiell für das nächste Bauteil verwendet werden kann. Somit wird ein vergleichsweise hoher Materialnutzungsgrad erreicht.
Untersuchungen zur Pulverrezyklierbarkeit, Optimierung der Stützstrukturgestaltung und der Nachbearbeitung sowie eine Life-Cycle-Analyse zur Bewertung des verfahrensabhängigen Rohstoff- und Energieeinsatzes sind geplant.
Es wird erwartet, dass eine gezielte Einstellung der Ausgangspulverkorngrößen und Prozessparameter der generativen Fertigungsverfahren zur Steigerung der mechanisch-technologischen Werkstoffeigenschaften führt. Daher ist als zusätzliche risikoreiche Entwicklung die Konstruktion völlig neuartiger Leichtbauteile geplant.

Schwerpunkte der Arbeiten des Projektkonsortiums sind:

  • die Entwicklung von Werkstoffen für die generative Fertigung mittels LBM und EBM,
  • ein ressourceneffizientes Design der ausgewählten Bauteildemonstratoren,
  • systematische Untersuchungen zur Wiederverwendbarkeit der Pulver sowie
  • Life-Cycle-Analyse.

FKZ: 03XP0046

 


Koordinator: Dr. Ing. Alexander Böhm, KSB Aktiengesellschaft - Abt. Werkstofftechnik

Projektpartner (Karte):

  • Airbus Defence and Space GmbH - Airbus Group Innovations
  • H + E Produktentwicklung GmbH
  • TLS Technik GmbH & Co. Spezialpulver KG
  • TU Dresden - Lehrstuhl Konstruktionstechnik/CAD
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
  • Steinbeis Innovation gGmbH - Steinbeis Innovationszentrum Advanced Risk Technologies (R-Tech)

Laufzeit: 01.04.2016 – 31.03.2019 

FKZ: 03XP0049