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Forschung Wie verändert der Druck die Geometrie?

| Redakteur: Simone Käfer

Das SKZ und das ILK sind den Eigenschaftsbeziehungen von Prozessparamter und Struktur in der Additiven Fertigung mit dem Freeformer auf der Spur.

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Wie verändern sich Geometrie und mechanische Eigenschaften? Ein Forschungsporjekt untersucht die Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beim Arburg Kunststoff Freiformen.
Wie verändern sich Geometrie und mechanische Eigenschaften? Ein Forschungsporjekt untersucht die Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beim Arburg Kunststoff Freiformen.
(Bild: FSKZ)

Wie Prozessparameter sich auf die inneren Strukturen von Bauteilen beim Arburg Kunststoff Freiformens (AKF) auswirken, das erarbeiten das SKZ und das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden seit Juni 2019. Das öffentlich geförderte Forschungsprojekt, in dem ein tiefgehendes Verständnis zu Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von additiv im Strangablegeverfahren gefertigten Kunststoffbauteilen erforscht wird, ist auf zwei Jahre ausgelegt.

Die Forscher wollen nicht nur die Auswirkungen der gewählten Prozessparameter eines Freeformers auf die Ausbildung der anisotropen inneren Struktur der additiv gefertigten Thermoplastbauteile (Prozess-Struktur-Beziehung) grundlegend charakterisieren. Es sollen auch die resultierenden Bauteileigenschaften in Abhängigkeit der inneren Struktur beschrieben werden (Struktur-Eigenschafts-Beziehung). Hierbei werden sowohl die zu erwartenden Geometrieabweichungen aufgrund von Schwindung und Verzug abgeschätzt als auch die resultierenden mechanischen Eigenschaften betrachtet. „So können potenzielle Fehlstellen und Bauprobleme bereits vor der Additiven Fertigung identifiziert und effektiv vermieden werden“, erläutert SKZ Wissenschaftlerin Irena Heuzeroth. Mit den angestrebten Forschungsergebnissen wird der derzeitige Wissensstand deutlich erweitert. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen durch eine sequentielle Simulationsmethodik vom Prozess bis zur Strukturauslegung sowie durch die Ableitung konkreter Gestaltungsrichtlinien für die Additive Fertigung unmittelbar für Unternehmen praktisch nutzbar gemacht werden.

Interessierte Unternehmen können im projektbegleitenden Ausschuss des Forschungsvorhabens kostenlos mitwirken und die Untersuchungen in diesem Forschungsvorhaben mitgestalten. Das Forschungsprojekt mit dem Förderkennzeichen 20727 BG wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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