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Laserbasierte Additive Fertigung

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Laserbasierte Additive Fertigung

Die interdisziplinär zusammengesetzte Forschungsgruppe befasst sich mit der laserbasierten Additiven Fertigung metallischer Bauteile. Die Kombination aus grundlagenorientierten und industrienahen Forschungsprojekten stellt einen umfassenden Blick auf das Themenfeld sicher.

Im Fokus der Forschungsaktivitäten stehen das Laserstrahlschmelzen von Metallen aus dem Pulverbett (LSS) und das Laser-Pulverauftragschweißen (LPAS). In beiden Prozessen wird metallisches Pulver durch einen fokussierten Laserstrahl schichtweise aufgeschmolzen, so dass dichte Bauteile entstehen. Dabei wird je nach Prozess das Pulver mittels Wischer (LSS) oder über eine Pulverdüse (LPAS) bereitgestellt.

Mit Hilfe diesen Fertigungstechnologien können zum einen komplexe Bauteilgeometrien (z. B. Hinterschnitte) und zum anderen spezielle Bauteileigenschaften (z. B. Multimaterialien) realisiert werden. Die Forschungsarbeit in der Gruppe vereint die Teilaspekte Prozessverständnis, Pulverwerkstoff und Systemtechnik (siehe Abbildung) miteinander. Anhand einer vollständig umgesetzten Prozesskette (inklusive Pulveranalyse, Datenvorbereitung und Nachbearbeitung) im eigenen Fertigungslabor untersucht die Forschungsgruppe auch neue Werkstoffsysteme und entwickelt für diese anlagenspezifische Prozessparameter.

Um maximalen Gestaltungsspielraum in der Forschung zu verwirklichen, wird die Systemtechnik den Erfordernissen entsprechend modifiziert und weiterentwickelt. Mit der Grundlagenforschung zu den beiden Themen LSS und LPAS wird ein physikalisches Prozessverständnis geschaffen, um das volle Potential dieser Technologie nutzen zu können. Die im Rahmen der grundlagenorientierten Forschung gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend mittels industrienaher Forschungsprojekte erweitert und in die industrielle Anwendung überführt. Gleichzeitig hilft der intensive Austausch mit der Industrie bei der Identifizierung von Zielen auch für die Grundlagenforschung.

Die Forschungsgruppe ist ebenfalls Teil des Zentralinstituts für neue Materialien und Prozesstechnik ZMP. Vor allem aber greift sie auf umfangreiches Fachwissen zur Lasermaterialbearbeitung am Lehrstuhl für Photonische Technologien zurück.