Das Technology Innovation Institute (TII) ist ein weltweit führendes Forschungszentrum, das sich darauf spezialisiert hat, die Grenzen des Wissens zu erweitern. Ein zentrales Forschungsgebiet des TII ist die additive Fertigung, oft auch als 3D-Druck bezeichnet.
Neue Materialentwicklungen für den 3D-Druck
Ein Fokus der Forschung bei TII liegt auf der Entwicklung neuer Materialien für 3D-Drucker. Die Wissenschaftler des TII arbeiten an Materialien, die im Vergleich zu herkömmlichen 3D-Druckmaterialien stärker, leichter und langlebiger sind. Zusätzlich arbeiten sie an Materialien mit spezifischen Eigenschaften, wie etwa hoher Leitfähigkeit oder Flammenbeständigkeit.
Forschungsarbeiten im Bereich Additive Fertigung
Ein Team des TII hat in einer Arbeit die Auswirkungen von Baugrößen und Bauausrichtungen auf die mechanischen Eigenschaften von Teilen untersucht, die durch Laserpulverbettfusion (L-PBF) hergestellt werden. Die Forscher entwickelten ein Finite-Element-Modell zur Simulation des L-PBF-Prozesses und nutzten es, um den Einfluss verschiedener Baugrößen und Bauausrichtungen auf die Temperaturverteilung, den Restspannungszustand und die Zugfestigkeit der Teile zu studieren. „Die Ergebnisse zeigten, dass Baugröße und Bauausrichtung erhebliche Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von L-PBF-Teilen haben“, so das Team.
In einer weiteren Studie untersuchte das TII-Team die Möglichkeit, während des PBF-LB von AlSi10Mg-Teilen in situ Wärmebehandlungen durchzuführen. Hierbei wurde festgestellt, dass es möglich ist, das Material durch Erhöhen der Druckzeit von 5 auf 11 Stunden in situ zu altern, während bei 220°C gedruckt wird, was zu einer Erhöhung der Härte und Festigkeit der Teile führte.
Schließlich untersuchten Forscher des Advance Materials Research Center am TII den Einsatz von 3D-gedruckten Mikrowürfeln als Wirkstofftransportmittel für Katalase. Diese 3D-gedruckten Mikrowürfel könnten ein vielversprechendes neues System zur Medikamentenabgabe darstellen.
Ergebnisse zu den Forschungen können in dem wissenschaftlichen Papier mit dem Titel „Incorporating the Roles of Feature Size and Build Orientation in the Process-Structure-Property Relationship for Additively Manufactured Parts“ nachgelesen werden.