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Vortrag

Verknüpfung additiver Fertigung und Umformtechnik in Form hybrider Bauteile und Werkzeuge

Mittwoch (25.04.2018)
15:40 - 16:00 Uhr Kongresssaal
Bestandteil von:


Aktuelle Entwicklungen in der Industrie weisen einen Trend zu individuell gefertigten Produkten in hoher Stückzahl auf. Begründet durch hohe Werkstoffeffizienz und kurze Zykluszeiten bietet die Umformtechnik eine ideale Grundlage. Aufgrund der formgebenden Werkzeuge ist die Flexibilität dieser Prozesse eingeschränkt. Bei additiven Verfahren hingegen ist die geometrische Gestaltungsfreiheit größer. Damit verbunden sind jedoch längere Prozesszeiten. Durch die Erweiterung umformtechnischer Prozesse um additive Verfahren können die Vorteile beider Technologien vereint werden, woraus großes Potential für die kundenindividuelle Massenproduktion entsteht.

Im Rahmen dieses Beitrags werden aktuelle Ergebnisse der Untersuchungen zur Kombination umformtechnischer und additiver Prozesse für die Fertigung hybrider Bauteile sowie hybrider Umformwerkzeuge vorgestellt. Einen potentiellen Einsatzbereich für hybride Bauteile bilden künstliche Implantate, die unteranderem aus Titan hergestellt werden. Hierbei können durch den neuen Fertigungsansatz Teilbereiche des Implantats individuell an das Gewebe angepasst werden, die im Bereich des Knochens mit einem flächigen Grundkörper verbunden sind. Der additive Aufbau des Funktionselements erfolgt dabei durch Laserstrahlschmelzen. Zur Untersuchung der Einflüsse in unterschiedlichen Prozessketten, kann die additive Fertigung vor oder nach der Umformung erfolgen. Der Fokus liegt auf der Identifikation von Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Prozessschritten.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt sind Untersuchungen zum Einsatz additiver Verfahren im Werkzeugbau für die Massivumformung. Der Fokus liegt dabei auf der additiven Fertigung von Aktivelementen auf geometrisch einfachen Grundkörpern zu einem hybriden Schmiedewerkzeug. Auf Grund der hohen mechanischen und thermischen Belastung beim Schmieden bestehen diese aus höherlegierten Werkzeugstählen. Begründet durch die schlechte Schweißeignung dieser Werkstoffe wird für die Fertigung der Werkzeuge das Laser-Pulverauftragschweißen untersucht. Eine Herausforderung besteht darin durch angepasste Prozessstrategien die Entwicklung von Rissen während des additiven Aufbaus zu vermeiden. Für eine Bewertung der Einsetzbarkeit der Werkzeuge werden die mechanischen Eigenschaften additiv gefertigter Körper mit denen konventionell hergestellter Bauteile verglichen und das Einsatzverhalten hybrid gefertigter Werkzeuge im Serienbetrieb analysiert.

Sprecher/Referent:
Thomas Papke
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Daniel Junker
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Florian Huber
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
  • Oliver Hentschel
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
  • Prof. Dr. Michael Schmidt
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
  • Prof. Dr. Marion Merklein
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg