AutoHybrid - Automatisierte Prozessketten für die Hybridbauweise mittels Laserstrahlschmelzen

Zusammenfassung

  • Projektstart: 01.04.2019
  • Projektende: 31.03.2022
  • Laufzeit: 3 Jahre
  • Projektträger: Bayerische Forschungsstiftung

Ziel des Projektes AutoHybrid ist es, die kombinierte Bauweise aus Laserstrahlschmelzen (engl. Laser Beam Melting - LBM), aus 3D-Druckverfahren also, und konventionellen Fertigungsprozessen wirtschaftlich rentabel zu machen und so als neue Fertigungsmethode industriell zu erschließen.

 

Projektbeschreibung

Im Bereich der additiven Fertigung wird das weltweite Marktvolumen für 2018 auf ca. 9,5 Mrd. $ geschätzt. Bis 2022 wird ein Wachstum auf bis zu ca. 26,2 Mrd. $ prognostiziert. Daraus lässt sich schließen, dass die additive Fertigung immer weiter in den Markt der klassischen Fertigungsverfahren eindringt und diese erweitert. Das relevanteste additive Fertigungsverfahren für die industrielle Produktion vom Metallbauteilen stellt aktuell das Laserstrahlschmelzen dar, da mit diesem geometrisch hoch komplexe Bauteile gefertigt werden können. Die Dauer des Fertigungsprozesses sowie die hohen Kosten im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren stellen aktuell zentrale Hürden für die weitere industrielle Etablierung dar. Durch die Kombination des Laserstrahlschmelzens mit konventionellen Verfahren in einem hybriden Prozess besteht das Potential auch größere Stückzahlen wirtschaftlich sinnvoll abzubilden.

 

Die industrielle Erschließung dieser kombinierten Hybridbauweise ist die Zielsetzung des Kooperationsprojekts AutoHybrid. Das Forschungsvorhaben ist in vier Arbeitspakete unterteilt, welche sich mit den identifizierten zeitintensiven Prozessschritten der physischen und digitalen Prozesskette beschäftigen, um die Erreichung der Projektziele zu gewährleisten. Dazu gehören z. B. die Erprobung von Messtechnik zur Positions- und Lagebestimmung der Grundkörper oder zur softwareunterstützten Konstruktion von Bauteilen für die Hybridbauweise.

Im Forschungsprojekt AutoHybrid ist der Lehrstuhl für Produktionsinformatik für die Entwicklung von Konstruktionsempfehlungen für die LBM-Hybridbauweise verantwortlich. Für das Laserstahlschmelzen wurden bereits zahlreiche Richtlinien entwickelt, die im Hinblick auf die Hybridbauweise ergänzt werden können. Weiterhin kann sich bei Bauteilen eine komplexe Fragestellung aus der Wahl der Trennebene ergeben, welche die Aufteilung zwischen den additiven und konventionellen Bereichen definiert.

Desweiteren beschäftigt sich der Lehrstuhl mit dem digitalen Bauteil-Übergangsbereich. Hierbei werden die Soll-Daten zur Ausrichtung und Geometrie des Bauteils mit der tatsächlichen Ist-Form der Messung verglichen. Auf Basis des Vergleichs passt ein zu entwickelndes Tool den Übergangsbereich zwischen dem Grundkörper und dem additiven Aufbau dynamisch und automatisch an. Dadurch kann gewährleistet werden, dass Funktionselemente (z. B. innenliegende Kühlkanäle) passgenau aufeinander positioniert und orientiert werden. Der heute notwendige manuelle Einrichtungsaufwand wird daher durch die AutoHybrid-Lösungen entfallen.

Zudem wird eine Software entwickelt, welche einen durchgängigen, automatisierten Workflow vom CAD-Modell bis zum fertigen Produkt gewährleistet. Mit dieser werden alle nötigen Schnittstellen entlang der Prozesskette prototypisch umgesetzt.

 

Ansprechpartner

Wiss. Mitarbeiter
Lehrstuhl für Produktionsinformatik

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