InShaPe – Nachhaltige additive Fertigung durch innovative Strahlformung und Prozessüberwachung

Motivation

In vielen Industriezweigen steigt die Nachfrage nach maßgeschneiderten, hochfesten, leichten und mechanisch hoch belastbaren metallischen Bauteilen. Ein vielversprechendes Herstellungsverfahren für diese Bauteile ist die additive Fertigung und hier insbesondere das pulverbettbasiertes Schmelzen mittels Laserstrahlung.  Das Verfahren ist jedoch aufgrund der im Vergleich zu anderen Fertigungstechnologien hohen Kosten und langsamen Bearbeitungsgeschwindigkeiten oft nicht wettbewerbsfähig.

Ziel

Die übergeordneten Ziele des Projekts sind die Steigerung der Produktionsrate um den Faktor 7, die Senkung der Kosten um 50 %, die Reduzierung des Energieverbrauchs um 60 % und die Reduzierung des Abfalls um 30 % im Vergleich zu einem Referenzwerkstück, das ohne die im Rahmen von InShaPe entwickelten Prozessverbesserungen hergestellt wurde. Es sollen vor allem zwei Technologien erforscht und entwickelt werden. Erstens soll die Laserstrahlformung eingesetzt werden, um die Prozessgeschwindigkeit zu erhöhen. Eine angepasste Strahlform kann die Schmelzbaddynamik reduzieren und damit die Spritzerbildung verringern, was zu einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer Verbesserung der Bauteilqualität führen kann. Zweitens soll die multispektrale Bildgebung zur Beobachtung des Schmelzbades eingesetzt werden. Aus den multispektralen Bildern sollten die absolute Temperatur und weitere Informationen über das Schmelzbad und seine Umgebung mit Hilfe von Maschinellem Lernen ermittelt werden. Die multispektrale Bildgebung soll auch dazu verwendet werden, die Strahlform, die Leistung und die Geschwindigkeit des Laserstrahls während des Prozesses zu regeln und die Parameter an den Prozess anzupassen.

 

Danksagung

Das iwb bedankt sich bei der Europäischen Union für die Förderung dieses Projekts unter der Förderkennziffer 101058523 sowie bei allen Projektpartnern.

Projektdetails

Laufzeit	01.06.2022 – 31.05.2025
Projektpartner	TUM – Professur für laserbasierte additive Fertigung, EOS GmbH, Oerlikon AM Europe GmbH, Eindhoven University of Technology, SILIOS Technologies, BEAMIT Group, Aenium Engineering, AMEXCI AB, Bavarian Research Alliance GmbH, Technion – Israel Institute of Technology
Förderer	Europäische Union