Verfahren für die Additive Fertigung

Am Fraunhofer IFAM befassen sich Forscher seit vielen Jahren mit der Additiven Fertigung. Im Mittelpunkt stehen dabei pulverbasierte Verfahren für metallische Werkstoffe. Es werden aber auch neue Materialien und Werkstoffe für spezielle Anwendungen im direkten Kundenauftrag oder in öffentlich geförderten Projekten entwickelt. Die umfangreiche Ausstattung des Fraunhofer IFAM ermöglicht die komplette Bearbeitung der mit der additiven Fertigung in Verbindung stehenden Fragestellungen. Im Institut steht die gesamte Prozesskette der Additiven Fertigung zur Verfügung.

Laser Beam Melting (LBM) / Selektives Laserstrahlschmelzen

Generativ (SLM) gefertigter Wundspreizer mit internem Kanal und integriertem RFID-Chip.
© Fraunhofer IFAM
Generativ (SLM) gefertigter Wundspreizer mit internem Kanal und integriertem RFID-Chip.

Beim Laserstrahlschmelzen belichtet ein Laser Konturen und Volumina zweidimensionaler Schichten. Durch den Auftrag vieler Schichten übereinander entsteht das Bauteil. Nach dem Bauprozess wird das Bauteil von der Bauplattform getrennt, entpulvert und gegebenenfalls einer Wärmebehandlung unterzogen.

Metal Binder Jetting (MBJ)

© Fraunhofer IFAM
Turbinenrad aus Edelstahl 316L – Oberfläche wie gesintert.

Beim Metal Binder Jetting wird ein organischer Binder selektiv in ein Pulverbett eingedruckt, der den Zusammenhalt der Pulverpartikel bewirkt. Nach dem Aushärten des Binders wird das Grünteil vom losen Metallpulver befreit und anschließend entbindert und gesintert.

Fused Filament Fabrication (FFF)

© Fraunhofer IFAM Dresden
Fused Filament Fabrication - gedrucktes und gesintertes Getrieberad

Das Schmelzschichtverfahren (Fused Filament Fabrication, FFF) als Verfahren für die generative Fertigung von Kunststoffbauteilen findet sowohl im industriellen als auch im privaten Einsatz eine breite Anwendung. Gründe hierfür sind die einfache Handhabung, breite Materialauswahl und eine günstige und erschwingliche Anlagentechnik. Das Fraunhofer IFAM erweitert die Werkstoffpalette nun auf metallische Bauteile.

Kontinuierliche Stereolithographie

Kontinuierliche Fertigung nach dem Schichtbauprinzip für Kunststoffe.
© Fraunhofer IFAM/Thorsten Müller
Kontinuierliche Fertigung nach dem Schichtbauprinzip für Kunststoffe.

Der patentierte Prozess nutzt die Technik der Photopolymerisation nach dem DLP-Prinzip mit einer rotierenden Walze als Substrat, deren unterer Teil in ein Polymerbad taucht. Das Polymer wird dabei schrittweise ausgehärtet. Bei der schrittweisen Drehung der Walze wird ein Bauteil auf dem eingetauchten Walzenbereich aufgebaut.

Analytik

Röntgendiffraktometer
© Fraunhofer IFAM
Röntgendiffraktometer

Für die Analyse der Ausgangsmaterialien sowie der Bauteilprüfung steht ein modernes »Dienstleistungszentrum für Materialographie und Analytik« am Fraunhofer IFAM zur Verfügung.