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Additive Fertigung 3D-Druck mit intelligenter Materialkombination

| Redakteur: Beate Christmann

Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden wollen einen Weg finden, sogenannte Multi-Material-Design-Leichtbauteile additiv zu fertigen. Im Forschungsvorhaben Generative Fertigung von Multi-Material-Leichtbaustrukturen (MM3D) verfolgen sie das Ziel, Bauteile aus Faserverbunden und gleichzeitig klassischen Konstruktionswerkstoffen im 3D-Druck aufzubauen.

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MM3D - Multi Material 3D: Wissenschaftler der Technsichen Universtiät Dresden wollen im Rahmen des Forschungsprojekts generative Fertigungsverfahren entwicklen, mit denen Multi-Material-Leichtbaustrukturen kostengünstig hergestellt werden können.
MM3D - Multi Material 3D: Wissenschaftler der Technsichen Universtiät Dresden wollen im Rahmen des Forschungsprojekts generative Fertigungsverfahren entwicklen, mit denen Multi-Material-Leichtbaustrukturen kostengünstig hergestellt werden können.
(Bild: TU Dresden)

Multi-Material- Design-Bauteile (MMD-Bauteile) besitzen ein enormes Leichtbaupotenzial: Die Kombination von Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen mit klassischen Konstruktionswerkstoffen wie Metallen ermöglichen neuartige Bauweisen für ressourcenschonende Hightech-Produkte. Jedoch fehlt es bisher noch an geeigneten Fertigungstechnologien für unterschiedlichen Produktionsmengen, um diese Bauteile wirtschaftlich sinnvoll herzustellen.

Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden haben es sich im Forschungsvorhaben MM3D – Generative Fertigung von Multi-Material-Leichtbaustrukturen und -Werkzeugsystemen deswegen zum Ziel gesetzt, gemeinsam mit sächsischen Unternehmen neuartige 3D-Druck-Verfahren für optimale Kombinationen unterschiedlicher Materialien zu entwickeln.

Aktuelle Fertigungsverfahren nicht geeignet

Bislang ist es noch nicht möglich, MMD-Leichtbauteile, etwa eine Faserverbund-Metall-Hybridstruktur, generativ zu fertigen. Die traditionellen Polymer-3D-Druck-Verfahren generieren Bauteile mit begrenzten mechanischen Eigenschaften. So kann das erzeugte Bauteil zwar geometrisch abgemustert, jedoch nicht im Einsatzfall getestet oder direkt belastet werden. Damit Unternehmen tatsächlich ohne Investitionskosten ein MMD-Musterbauteil mit späteren Serieneigenschaften anbieten können, fehlen geeignete Methoden und Technologien zur kostengünstigen, eigenschaftskonformen generativen Herstellung.

Das Konsortium will daher generative Fertigungstechnologien für Multi-Material-Leichtbaustrukturen mit anwendungsgerechtem, strukturmechanischem Eigenschaftsprofil sowie zugehörige Werkzeugtechnologien an einem MM3D-Demonstrator erforschen und erproben. Flankierend zur Technologieentwicklung werden innerhalb einer Shared Factory die Forschungsergebnisse unternehmensübergreifend verwertet und die dafür notwendigen Strukturen und Abläufe für eine effiziente Zusammenarbeit entwickelt und exemplarisch erprobt.

Projekt mit vielen Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft

Das Projekt MM3D wird von der Sächsischen Aufbaubank im Rahmen des Programms Inno-Team unterstützt. Gefördert wird es durch die Europäische Union und den Freistaat Sachsen. Das Projektkonsortium umfasst zwei Institute der TU Dresden: Institut für Leichtbau- und Kunststofftechnik (ILK) und Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik (IWM) sowie insgesamt acht sächsische kleine und mittlere Unternehmen (KMU) aus Dresden und Umgebung: Aumo, Creavac – Creative Vakuumbeschichtung, GK Concept, Leichtbau-Systemtechnologien Korropol, SEs Solutions, Suragus, tyclipso.net und Qpoint Composite. Das Projekt wurde vom Verein Carbon Composites, Abteilung CC Ost initiiert, der die Partner auch im weiteren Verlauf der Forschungen unterstützen wird.

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