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 Löschwasser mobil und kosteneffizient reinigen
18.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ALMA beginnt Beobachtung der Sonne

18.01.2017 | Physik Astronomie

Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

18.01.2017 | Architektur Bauwesen

Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern

18.01.2017 | Geowissenschaften