Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektronenstrahl-3D-Drucker für Metalle an der Universität Kassel

05.10.2016

Mit einem neuen 3D-Drucker für Metalle forscht das Institut für Werkstofftechnik der Universität Kassel an der Zukunft der Industrieproduktion. Das Team rund um Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf arbeitet daran, den Prozess des Druckens zu optimieren, um Teile möglichst fehlerfrei zu bauen. Außerdem sucht das Team nach Metallen, die sich gut für den Druck eignen.

Beim 3D-Drucker an der Universität Kassel wird Metallpulver durch einen Elektronenstrahl geschmolzen. Solche Anlagen sind an deutschen Universitäten noch rar. Anwendung finden sie vor allem in der Hightech-Branche.


Prof. Dr.-Ing Thomas Niendorf bereitet am 3D-Drucker für Metalle den nächsten Druckvorgang vor. Gemeinsam mit seinem Team arbeitet er daran, den Prozess des Druckens zu optimieren.

Foto: Andreas Fischer für Uni Kassel

Da das Verfahren noch nicht für alle Industriezweige ausreichend erprobt wurde, wird es beständig weiterentwickelt. An dieser Stelle leisten die Forscherinnen und Forscher aus Kassel Grundlagen-Arbeit – etwa wenn es darum geht, die physikalischen Eigenschaften der fertigen Produkte an die Bedürfnisse der verschiedenen Branchen anzupassen. Der Drucker an der Uni Kassel im Wert von rund 750.000 Euro wurde zu 100 Prozent von der DFG finanziert.

Um einen Gegenstand zu drucken, müssen die Kasseler Ingenieurinnen und Ingenieure zunächst ein virtuelles Modell des Objekts anfertigen und die Daten am Computer für den Drucker übersetzen. Jede Schicht, die der Drucker aufträgt, ist nur etwa 30 bis 150 Mikrometer dick – das entspricht in etwa dem Durchmesser eines menschlichen Haares.

Je nach Größe der einzelnen Teile kann in einem Druckvorgang eine Vielzahl verschiedener Objekte gleichzeitig hergestellt werden. Während des Druckvorgangs beträgt die Temperatur im Inneren des Druckers dabei bis zu 1200 Grad Celsius. Nach dem Druck werden alle Teile von umgebendem Metallpulver befreit, nachbehandelt und geprüft.

Weltweit dominieren Titanlegierungen beim 3D-Druck mit Metallen. Sie machen ca. 80 Prozent des Weltmarktes aus. Zertifiziert sind sie unter anderem für die Biomedizin und die Luftfahrtindustrie. Neben der Suche nach weiteren geeigneten Metallen forschen die Ingenieurinnen und Ingenieure der Uni Kassel vor allem im Bereich der Nachbearbeitung und Prüfung der Druckerzeugnisse. Niendorf hebt hervor: „Wir testen jedes Teil, das den Drucker verlässt, auf Stabilität und Beschaffenheit. Dazu stehen uns diverse Röntgendiffraktometer, zwei Rasterelektromikroskope, mechanische Prüfmaschinen und ein Computertomograph zur Verfügung.“

Chancen für die Deutsche Volkswirtschaft

Seit Oktober 2015 ist Dr.-Ing. Thomas Niendorf Professor im Fachgebiet Metallische Werkstoffe des Instituts für Werkstofftechnik. Niendorf ist Experte für den 3D-Druck mit Metallen und forscht schwerpunktmäßig am Herstellungsprozess und der Mikrostruktur, den mechanischen Eigenschaften und der Schädigungsentwicklung von Gegenständen aus dem 3D-Drucker.

Studiert und promoviert hat Niendorf an der Universität Paderborn. Von 2010 bis 2014 leitete er dort den Bereich der Materialermüdung. Im Anschluss forschte er rund ein Jahr lang an der TU Bergakademie Freiberg.

Der Markt für 3D-Druck mit Metallen ist in den letzten fünf Jahren stark gewachsen. Niendorf erklärt: „Die Gegenstände, die wir herstellen sind extrem filigran und komplex. Anders als im 3D-Druck könnte man sie oft gar nicht produzieren.“

Einen Arbeitsplatzverlust für die deutsche Volkswirtschaft erwartet der Wissenschaftler durch die neue Art der Produktion nicht: „Deutsche Hersteller sind führend bei der Erzeugung von Metallpulvern und dem Bau von Anlagen zum 3D-Laserschmelzen.“ Zudem zeigten viele Unternehmen Interesse an Experten für 3D-Druck. Entsprechend groß sei der Bedarf an Fachkräften.

Die Universität Kassel ist eine junge, moderne Hochschule mit rund 330 Professorinnen und Professoren und etwa 24.000 Studierenden. Einer ihrer Forschungsschwerpunkte ist die Werkstoff- und Produktionstechnik.

Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf
Universität Kassel
Institut für Werkstofftechnik
Fachgebiet Metallische Werkstoffe
Tel.: 0561 804 7018
E-Mail: niendorf@uni-kassel.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-kassel.de

Sebastian Mense | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Der gestapelte Farbsensor
17.11.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Gefragtes Werkstoff-Knowhow: Fraunhofer LBF baut Elastomer-Forschung aus
16.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte