Additive Fertigung 

Die Professur Additive Fertigung forscht im ZeHS auf dem Gebiet der additiven Fertigung komplexer, hochintegrierter Bauteile. Im Fokus steht die Nutzung der Potenziale des Design for Additive Manufacturing (DfAM), um eine weitreichende Bauteilintegration zu ermöglichen und die entwickelten Konzepte auf Anlagen der metallischen additiven Fertigung umzusetzen. Dabei wird die gesamte Prozesskette betrachtet – von der digitalen Bauteilauslegung über die Prozessführung bis zur Nachbearbeitung.

Modernste Maschinen ermöglichen zudem die Entwicklung von Technologien und Parametern zur additiven Fertigung neuer bzw. herausfordernder Werkstoffe, u.a. Reinkupfer, Aluminium oder Glas, aber auch das Upcycling von Reststoffen als AM-Ausgangsmaterial. 

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die werkstoffkombinierende Herstellung topologieoptimierter Multi-Material-Bauteile, deren Eigenschaften während des Fertigungsprozesses eingestellt werden und die dadurch an die jeweiligen lokalen Funktions- und Belastungsanforderungen angepasst werden können. Durch gezielte Anpassung des Energieeintrags werden z.B. Mikrostruktur und Bauteilkennwerte eingestellt. Die Forschungsarbeiten befassen sich auch mit Wechselwirkungen zwischen den Ausgangswerkstoffen, Phänomenen an Werkstoffübergängen und der Entwicklung optimierter Prozessparameter.

Unter der Leitung von Prof. Zeidler wurde im BMFTR-geförderten Verbundprojekt „Ful-Mus“ Funktionsintegration im Musikinstrumentenbau umgesetzt, um einerseits den Aufwand der Fertigung zu reduzieren und andererseits die Gestaltungsfreiheit der AF zur Individualisierung der Bauteile zu nutzen. Dank der PBF-LB/M-Anlage mit hoher Laserleistung konnte neben Stahl auch reines Kupfer für den Musikinstrumentenbau genutzt werden. Die Endbearbeitung der Oberfläche auf Hochglanz wurde mit Plasma-elektrolytischem Polieren erreicht.

Die Mitarbeiter der Professur arbeiteten zudem in der Forschergruppe „IN-BAF” an der Entwicklung und Fertigung neuer topologie-optimierter Bauteile für hochbelastete Konstruktionselemente. Die fertigungstechnische Realisierung in angepassten Stahllegierungen über PBF-LB/M und PEP konnte ebenfalls erfolgreich umgesetzt werden. 

Aktuell arbeitet die Professur gemeinsam mit internationalen Partnern im Projekt „CoCo“ an der Herstellung funktionalisierter Multi-Material-Bauteile unter Einsatz des neu in Betrieb genommenen Glas-3D-Druckers auf Basis des Materialextrusionsverfahrens (MEX-TRB) unter hohen Temperaturen. Ziel ist die Kombination von Glas als elektrisch isolierendem und protektivem Werkstoff mit Kupfer als hochleitfähigem Material, um funktionale elektronische Hochleistungsbauteile additiv zu fertigen.