Additive Fertigung

Unter Additiver Fertigung werden alle Verfahren verstanden, bei denen zur Erzeugung eines Bauteils das Material punkt-, linien- oder schichtweise hinzugefügt wird. Dieses Bauprinzip ermöglicht es, geometrisch komplexe und funktionalisierte Strukturen herzustellen, die sich mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht oder nur aufwendig realisieren lassen. Aus dem Bauprinzip resultieren sehr rohstoffsparende Verfahren, da nur das Material verbraucht wird, das tatsächlich benötigt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es sich um werkzeugfreie Formgebungsmethoden handelt, womit auch individualisierte Einzelstücke oder Kleinserien ohne hohe Werkzeugkosten effizient gefertigt werden können.

Bereits seit den 1990er Jahren nutzt und entwickelt das Fraunhofer IKTS additive Fertigungsverfahren für keramische Bauteile und gehörte 1998 zu den Gründungsmitgliedern der Fraunhofer-Allianz Generative Fertigung. Heute steht das Fraunhofer IKTS für Komplettlösungen im Bereich der Additiven Fertigung von der Pulver- und Masseentwicklung, über die Auswahl der geeigneten Fertigungsmethode bis hin zur Funktionalisierung und Qualitätskontrolle neuartiger Bauteile und Systeme:

  • Pulverbettbasierte additive Fertigungsverfahren: 3D-Pulverdruck, Selektives Lasersintern (SLS)
  • Suspensionsbasierte additive Fertigungsverfahren: Lithographiebasierte Keramikfertigung (LCM), Laminated Object Manufacturing (LOM), Thermoplastischer 3D-Druck (T3DP), Fused Filament Fabrication (FFF)
  • Funktionalisierung durch Applikationsverfahren: Inkjet-Druck, Aerosol-Druck, Siebdruck, Dispense-Jetting, Dioden-Lasersintern
  • Zerstörungsfreie Prüfmethoden zur Inline-Prozesskontrolle: Laser-Speckle-Photometrie (LSP), Optische Kohärenztomographie (OCT), Standardanalysemethoden: Ultraschallprüfung, Röntgen-Computertomographie, u. a.

Themen

 

Fertigung

Generell lässt sich die Vielfalt additiver Fertigungsverfahren hinsichtlich der Aufbereitung der verwendeten Ausgangsmaterialien in pulverbasierte und suspensionsbasierte Methoden unterteilen.

 

Funktionalisierung

Während additive Verfahren durch ihr Prinzip neue Möglichkeiten bieten, erweitert sich durch die Kombination mit etablierten 2D- und 2,5D-Methoden das Spektrum an Funktionen, Bauteilen und Anwendungen zusätzlich.

 

Qualitätssicherung

Für die Etablierung der Additiven Fertigung als wettbewerbsfähiges Herstellungsverfahren, sind speziell für den Bereich der Keramik zahlreiche Fragestellungen zu Qualitätssicherung, Prozessdauer und Gesamtwirtschaftlichkeit zu betrachten.

 

Neue Perspektiven in der Anwendung

Die dargestellten Technologien ebnen den Weg für eine neue Generation werkzeugfreier Verfahren, um bereits in Kleinserien komplexe, multifunktionale Keramikkomponenten aus mehreren Materialien zu fertigen.

Kooperationsmodelle
 

Innovation und Entwicklung sind Bausteine für eine erfolgsversprechende Unternehmenszukunft. Um Wettbewerbsvorteile zu generieren, bietet Fraunhofer maßgeschneiderte Kooperationsmöglichkeiten für die bestmögliche Form der Zusammenarbeit für kleine und mittlere Unternehmen. Damit können Entwicklungskompetenzen vom Kunden kurzfristig und bedarfsorientiert abgerufen und genutzt werden.