Rec4AM - Erhöhung der Rohstoffeffizienz durch Nutzung von Reststoffströmen aus dem Senkerodieren für Prozesse der Additiven Fertigung

Um mit additiver Fertigung hochwertige Produkte herzustellen, müssen hochwertige Rohstoffe verwendet werden, die aufgrund des kostspieligen Zerstäubungsprozesses sehr teuer sind. Solche Pulver haben eine sehr homogene chemische Zusammensetzung, eine hohe Sphärizität und eine relativ geringe Größenverteilung.
Partikel mit ähnlichen geometrischen Eigenschaften fallen als Nebenprodukt, d. h. als Abfall, auch beim weit verbreiteten Senkerodierverfahren an. Diese Partikel werden zusammen mit der dielektrischen Flüssigkeit, meist Mineralölderivaten, als Erosionsabfall entsorgt, was ebenfalls sehr kostenintensiv ist.
Im Projekt Rec4AM werden diese Erosionsabfälle verarbeitet, um die Metallpulver von der dielektrischen Flüssigkeit zu trennen und sie für den additiven Fertigungsprozess (AM) vorzubereiten. Die Metallpulver werden gereinigt, getrocknet, gesiebt und sortiert, damit sie in AM-Prozessen wie LBM, EBM und DMD verwendet werden können und ihre Qualität mit der des Primärprodukts, d. h. des durch Zerstäubung hergestellten AM-Pulvers, vergleichbar ist. Es wird eine Reihe von mechanischen Tests durchgeführt, um die Qualität der aus den recycelten Pulvern hergestellten Teile direkt mit der von handelsüblichen Pulvern zu vergleichen. Auf diese Weise sollte es möglich sein, die Metallpartikel aus Erosionsabfällen aufzuwerten und sie als ökologische und wirtschaftliche Ressourcen im wachsenden Bereich der additiven Fertigung zu fördern

Projektpartner

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik
TU Bergakademie Freiberg
Beckmann-Institut für Technologieentwicklung e.V.

Projektdauer

01.03.2021 – 31.12.2024

Hauptansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Henning Zeidler
+49 3731 39 3066
additive_fertigung [at] imkf [dot] tu-freiberg [dot] de

Forscherteam

Prof. Dr.-Ing. Henning Zeidler
Dipl.-Ing. Toni Böttger
Dr.-Ing. Stefan Krinke
Dipl.-Ing. Martin Krinke

    Das Arbeitspaket deckt umfassendere Kenntnisse und Fähigkeiten ab, die für die Beherrschung der Prozessketten der Metall-AM-Fertigung und der Nachbearbeitung erforderlich sind, und wird Hintergrundwissen für die Durchführung des Sondierungsforschungsprojekts (AP2) liefern. Die Ziele sind: 

  • Beherrschung der Metall-AM-Prozessketten 
  • Co-Betreuung eines Doktoranden auf dem Gebiet der Pulvermischungen, LMD und Charakterisierung 
  • Co-Betreuung eines Doktoranden auf dem Gebiet der LMD und Nachbearbeitung.

Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Definition der Prozesskette für die Herstellung von Bauteilen aus FGMs, d.h. die Festlegung von LMD- und PeP-Prozessparametern für die Herstellung von Strukturen aus Hochleistungswerkstoffen (martensitaushärtender Werkzeugstahl) auf Gusseisen. Dies soll erreicht werden durch:

  • Herstellung von Pulvermischungen für den Aufbau hochwertiger Schichten aus martensitaushärtendem Werkzeugstahl auf Gusseisen
  • Festlegung von Prozessparametern für die Herstellung von LMD
  • Bestimmung von Prozessparametern und der Elektrolytzusammensetzung für die Nachbearbeitung durch PeP
  • metallurgische und mechanische Charakterisierung der hergestellten Demonstratoren.

Die übergreifenden Ziele von WP4 sind die Steigerung der Forschungsexzellenz und der Innovationskapazität von UL im Bereich AM und die Verbesserung der Ausbildung im Bereich AM, die sich an den Bedürfnissen der Industrie auf höchstem akademischen Niveau orientiert, mit Schwerpunkt auf Materialmischungen, LMD-Verfahren und PeP-Nachbearbeitung. Dies soll erreicht werden durch: 

  • Technischer Wissenstransfer durch virtuelle Schulungen, Vor-Ort-Schulungen, Personalaustausch, Expertenbesuche, gemeinsame Sommerschulen
  • Nichttechnischer Wissenstransfer durch vordefinierte und ad hoc stattfindende virtuelle Sitzungen, Vor-Ort-Schulungen einschließlich Job Shadowing mit Schwerpunkt auf Forschungsmanagement einschließlich Technologietransfer und IPR sowie Projektverwaltung einschließlich Finanzberichterstattung.

Eine Möglichkeit, den langfristigen Nutzen von SEAMAC zu gewährleisten, ist die verstärkte Zusammenarbeit mit der Industrie. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse der gesteigerten Forschungsexzellenz und der erweiterten Kommunikationsaktivitäten das kommerzielle Interesse der Industrie wecken und so ein nachhaltiges Wachstum des AM-Bereichs nach Projektende ermöglichen: 

  • Wissensmanagement und -schutz bei gleichzeitiger Umsetzung der ERA-Prioritäten der optimalen Verbreitung, des Zugangs und des Transfers wissenschaftlicher Erkenntnisse
  • Stärkung der Verbindungen zu bestehenden und potenziellen AM-Nutzern durch industrieorientierte Workshops und Kooperationsvereinbarungen
  • Aufbau eines starken Kommunikations- und Kooperationsnetzes
  • Sensibilisierung der wichtigsten Interessengruppen, einschließlich der Forschungs- und Hochschulgemeinschaft, der Zielindustrien, der politischen Entscheidungsträger/Regulierungsbehörden, der Schulen der Primar- und Sekundarstufe und der allgemeinen Öffentlichkeit für das Projekt.

Dieses Arbeitspaket wird durch ein hohes Maß an administrativer, vertraglicher, finanzieller und verwaltungstechnischer Unterstützung eine rechtzeitige, effektive und erfolgreiche Durchführung des Projekts gewährleisten. Die Hauptziele sind: 

  • Sicherstellen, dass die Ergebnisse und Meilensteine eingehalten werden und das Projekt im Zeit- und Budgetrahmen bleibt
  • Führen der Ergebnisberichterstattung und Sicherstellen einer engen Zusammenarbeit; - Mitwirkung bei der Bewertung der Fortschritte der einzelnen Arbeitsgruppen
  • Organisieren und Leiten von Projekttreffen; - Mitwirkung bei der Lösung von Konflikten, beim Risikomanagement und bei der Ergreifung notwendiger Korrekturmaßnahmen (ggf. mit Unterstützung des Koordinators und des Überwachungsausschusses)
  • Managen der Beziehungen des Projekts zur Europäischen Kommission, indem sichergestellt wird, dass alle erforderlichen Unterlagen rechtzeitig und auf höchstem Niveau erstellt werden.
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Rec4am Proben