Funktionale Bauteile

Was sind additiv hergestellte, funktionale Bauteile?

Der sukzessive bzw. schichtweise Bauteilaufbau in der additiven Fertigung besitzt das Potential, die Eigenschaften von Bauteilen gezielt lokal einzustellen. Dies kann durch die schichtweise lokale Variation von Material und Prozessparametern oder durch die schichtweise lokale Einbringung funktionaler Additive während des Bauteilaufbaus erfolgen. Auf diese Weise lassen sich mechanische, thermische, elektrische oder optische Eigenschaften der Bauteile direkt durch den Fertigungsprozess lokal einstellen.

Welches Potenzial eröffnen Funktionale Bauteile?

Die damit mögliche lokale, dreidimensionale Anpassung der Bauteileigenschaften ermöglicht funktionale Eigenschaften, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht realisierbar sind. Es können beispielsweise funktional gradierte Materialien (FGM) mit kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Eigenschaftsverläufen hergestellt werden. Dies erlaubt die gezielte Realisierung mechanischer oder thermischer Eigenschaften, die konventionelle Materialien nicht abbilden können.

Komplexe Funktionalitäten, die bisher nur durch mehrteilige Baugruppen realisiert werden konnten, lassen sich so in einem einzigen Bauteil integrieren. Das schafft neue konstruktive Möglichkeiten und bietet Potenzial, Produktionsschritte und Kosten zu reduzieren.

Woran forschen wir im Bereich der additiven Fertigung von funktionalen Bauteilen?

Wir setzen verschiedene additive Verfahren dazu ein, um anwendungsspezifische Funktionalitäten in das Bauteil zu integrieren. Nachfolgende finden Sie drei Beispiele, wie wir unterschiedliche additive Fertigungsverfahren zur Herstellung funktionaler Bauteile einsetzen:

High Speed Sintering (HSS):

Der Fokus liegt darauf, durch Steuerung des selektiven Energieeintrags und die schichtweise lokale Applikation funktionaler Additive während des HSS-Prozesses mechanische, transluzente und elektrische Eigenschaften von Kunststoffbauteilen gezielt einzustellen.

Laserstrahlschmelzen (LBM):

Der Schwerpunkt liegt darauf, durch schichtweise lokale Applikation funktionaler Füllstoffe während des LBM-Prozesses mechanische Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit oder Duktilität innerhalb eines Metallbauteils gezielt zu variieren.

Fluid Material Extrusion (Fluid-MEX):

Der Fokus liegt darauf, durch eine lokale Variation des Materials bzw. der Materialzusammensetzung während des Fluid-MEX-Prozesses mechanische, elektrische und magnetische Eigenschaften von Silikonbauteilen gezielt einzustellen.