AiF-FV-Nummer 19623 N

Ressourcenschonende Kleinserienproduktion durch Kunststoff-Laser-Sintern - Einfluss der Anisotropie und Oberflächenstruktur auf die statischen und dynamischen Langzeiteigenschaften von laser-gesinterten Bauteilen (LZE-LS II)


Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.07.2017 bis 31.12.2019

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Die additiven Fertigungsverfahren, insbesondere das Laser-Sintern (LS), haben in den letzten Jahren zunehmend an industrieller Bedeutung gewonnen. Dies ist vor allem auf ihre verfahrensimmanenten Vorteile gegenüber konventionellen Verfahren, wie dem Spritzguss, zurückzuführen. So können durch die werkzeuglose Fertigung mittels CO2-Lasers hochkomplexe Bauteile in kleinen bis mittleren Stückzahlen ressourceneffizient gefertigt werden. Die geltenden Konstruktionsrichtlinien der konventionellen Fertigung, wie beispielsweise die Vermeidung von Hinterschneidungen, gelten für das Laser-Sintern nicht. Durch die Überwindung verschiedener Limitationsfaktoren wie z.B. der fehlenden Kenntnis über die thermischen Langzeiteigenschaften sowie deren Stabilisierungen, wurde im vorangegangenen Forschungsvorhaben LZE-LS das Anwendungsfeld dieser Technik zunehmend von der reinen Prototypen- hin zur Serienfertigung erweitert. Es zeigten sich bereits signifikante Unterschiede im Langzeitverhalten von lasergesinterten Bauteilen gegenüber Spritzgussbauteilen, die es weiterhin zu untersuchen gilt. Für den Serieneinsatz fehlen jedoch Kenntnisse über die dynamischen und statischen mechanischen Langzeiteigenschaften, die z.B. durch die raue Oberfläche einen dominierenden Einfluss auf die Dauergebrauchseigenschaften entwickeln können und über geeignete Nachbehandlungsschritte angepasst werden können. Das vollständige Eigenschaftsprofil und die Möglichkeiten der Nachbehandlungen sind für konventionelle Bauteile bereits Stand der Technik. Für LS-Bauteile hingegen sind diese ein unerforschtes Gebiet woraus sich in Kombination mit den mechanischen Langzeiteigenschaften ein wesentlicher Limitationsfaktor für den LS-Prozess ergibt. Da diese Untersuchungen zeit- und kostenintensiv sind, ist die Ermittlung dieser Kennwerte für KMUs nur im Verbund dieses Projektes realisierbar und ermöglicht somit die Überführung dieser Technik in die ressourceneffiziente Serienanwendung.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente