Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Perspektiven zum Rapid Manufacturing von Aluminiumbauteilen für die Serienproduktion

06.10.2008
Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen präsentierte erstmals umfassend auf der internationalen Konferenz ICAA11 am 25. September 2008 in Aachen die erfolgreichen Ergebnisse zur Analyse der mechanischen Eigenschaften von generativ gefertigten Aluminiumbauteilen für die Serienproduktion durch Selective Laser Melting.

Aluminium Legierungen werden in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt wie beispielsweise in der Automobilindustrie, im Maschinenbau oder in der Flugzeugindustrie. Für einige Anwendungen ist die generative Fertigung eine wirtschaftliche Alternative zur formgebundenen Fertigung wie beispielsweise dem Druckguss.

Bei serienidentischen Funktionsprototypen, Einzelteilen und Kleinserien erlaubt das Selective Laser Melting (SLM) Verfahren eine wesentlich schnellere Reaktionszeit auf den Kundenbedarf als bei konventionellen Verfahren. Am Beispiel eines Ventils aus AlSi10Mg hat das Fraunhofer ILT in enger Kooperation mit dem Industriepartner Festo AG&Co KG nachgewiesen, dass eine Reduktion des Herstellungs-prozesses für 6 serienidentische Funktionsprototypen von 120 Arbeitstagen bei Druckguss und 30 Arbeitstagen bei konventionellem Prototyping über Fräsen, Erodieren und Drehen auf 7 Arbeitstage mit dem SLM Verfahren realisier-bar ist. Dabei entsprechen die mechanischen Eigenschaf-ten denen der konventionell gefertigten Bauteile. Bei einzelnen Eigenschaften übertreffen sie diese sogar. Ein entscheidendes Kriterium für den Einsatz in der Industrie!

Das generative Fertigungsverfahren Selective Laser Melting (SLM) hat sich zur direkten Herstellung von metallischen Funktionsbauteilen bereits in einigen Branchen der Industrie bewährt. Auf der Grundlage von 3D-CAD Daten werden mit einem Laserstrahl dünne Metallpulverschichten selektiv aufgeschmolzen. Das Verfahren dient beispielsweise in der Dentalindustrie zur Herstellung von Zahnersatz und im Werkzeugbau zur Produktion von Kleinserienteilen oder Funktionsprototypen. Für die Verarbeitung von Titan- und Stahlwerkstoffen liegen bereits umfangreiche Kenntnisse der SLM-Prozessführung und der resultierenden mechanischen Eigenschaften vor. Die Qualifizierung des SLM Verfahren für Aluminiumdruckgusslegierungen wie AlSi10Mg wird vom Fraunhofer ILT u.a. über das BMBF geförderte Verbundprojekt "Alugenerativ" vorangetrieben.

Primäres Ziel bei der Qualifizierung eines Werkstoffs für das SLM ist eine Bauteildichte von ca. 100 Prozent ohne Risse oder Bindefehler. Dazu werden die notwendigen Verfahrensparameter Scangeschwindigkeit und Laserleistung ermittelt. Auch eine optionale Vorwärmung der zu erstellenden Bauteile zur Reduktion der Eigenspannungen und damit zur Minimierung möglicher Rissbildungen wird untersucht. Die in Zusammenarbeit mit industriellen Partnern gewonnenen Ergebnisse sind vielversprechend. Bereits ab einer Laserleistung von 150 W und einer Scangeschwindigkeit von 100 mm/s werden bei AlSi10Mg Bauteildichten von rund 100% erreicht. Bei einer Laserleistung von 250 W lässt sich die Scangeschwindigkeit auf 500 mm/s erhöhen, was einer wesentlich kürzeren Fertigungszeit entspricht. Dabei können in einer Anlage mehrere Bauteile gleichzeitig Schicht für Schicht hergestellt werden. Die Ergebnisse aus Zug und Schwingversuchen zeigen, dass die mechanischen Eigenschaften die Festigkeitswerte der Serienbauteile aus DG-AlSi10Mg laut EN 1706 erreichen und teilweise sogar übertreffen.

Mit dem Industriepartner Festo AG&Co KG wurden serienidentische Funktionsprototypen erfolgreich hergestellt (siehe Bild). Das bereits am Markt eingeführte Pneumatik-Ventil wird als Referenzbauteil herangezogen. Für das gleichzeitige Generieren von 2 Ventilen wurden nur 11,5 Stunden benötigt.

Axel Bauer | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ilt.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Startschuss für EU-Projekt: Charakterisierung der Schweißraupe für adaptives Laserauftragschweißen
15.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Innovatives Verfahren zur Aufbereitung von Raps
08.11.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie