Materialforschung: Bremer Wissenschaftler beteiligen sich am Internationalen Kooperationsprojekt additive Fertigung

 5. Oktober 2017  Susann Heinze-Wallmeyer  

Im Oktober starten Forscher der Universität Madison und des Bremer Instituts für angewandte Strahltechnik GmbH (BIAS) ein internationales Kooperationsprojekt, bei dem sie den Wirkmechanismen der lasergestützten Oberflächenglättung erforschen möchten. Dabei kommt auch der 3D-Druck zum Einsatz.

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Gemeinsam mit der Universität Madison in Wisconsin (USA) startet das Bremer Institut für angewandte Strahlentechnik (BIAS) GmbH einer Pressemitteilung zufolge im Oktober dieses Jahres eine Kooperation, in deren Rahmen die lasergestützte Bearbeitung additiv gefertigter Metallbauteile näher erforscht werden soll. Hierbei geht es vor allem um ein tieferes Verständnis der Wirkmechanismen.

Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Oberflächenqualität der additiv hergestellten Bauteile mit einem speziellen Laserpolierprozess zu erhöhen. Das soll zu einer Verbesserung mechanischer Bauteileigenschaften und natürlich zur Erhöhung ihrer Lebensdauer beitragen. Gefördert wird das Projekt für einen Zeitraum von drei Jahren durch die National Science Foundation (NSF) der USA sowie der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG). Ein regelmäßiger Austausch von Wissenschaftlern ist vorgesehen.

RAM-Aufnahme polierter und unpolierter Flächen.
Hier sehen Sie eine RAM-Aufnahme polierter und unpolierter Flächen (Bild © BIAS GmbH).

Besonders in der Luftfahrt, in der Automobil- und in der Medizintechnik stellt der 3D-Druck eine interessante Fertigungsoption dar. Sie erlaubt unter anderem neue Freiheitsgrade bei der Konstruktion von Bauteilen, die sich mit konventionellen Methoden nicht in der Art und Weise herstellen ließen. Zugleich lassen sich deutliche Gewichtseinsparungen, ein geringerer Materialverbrauch und die Umsetzung kundenspezifischer Anforderungen realisieren.

SLM-Prozessleuchten
Auf dieser Aufnahme ist das SLM-Prozessleuchten zu sehen (Bild © BIAS GmbH).

Die größten Herausforderungen des 3D-Drucks liegen in er Verringerung der Oberflächenrauheit, die zu einer frühzeitigen Ermüdung der Bauteile führen kann. Deshalb muss die Oberfläche oft nachbearbeitet werden. Hierzu werden oft abtragende chemische oder mechanische Verfahren eingesetzt, die sehr zeitaufwändig sind und in ihren Ergebnissen durchaus schwanken können. Lasergestützte Polierprozesse könnten hier Abhilfe schaffen. Bislang ist aber noch kein Verständnis der Wirkmechanismen direkt an der Bauteiloberfläche während des Laserpoliervorganges vorhanden. Auch deren Einfluss auf die Festigkeit ist nicht ausreichend erforscht. Dies wollen die Forscher aus Bremen und der Universität Madison in Wisconsin nun in den nächsten drei Jahren nachholen.

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