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TU Berlin

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Additive und Abtragende Technologien

Additive Technologien

Nach anfänglichem Einsatz ausschließlich im Prototypenbau, wird die relativ junge Verfahrensgruppe der Additiven Fertigungsverfahren durch die Qualifizierung neuer Maschinensysteme und Werkstoffe sukzessive bedeutender für den industriellen Einsatz. Bislang wird der wirtschaftliche Einsatz, trotz der anerkannten Vorteile der Additiven Fertigungsverfahren, wie beispielsweise die hohe geometrische Gestaltungsfreiheit der Werkstücke, durch die mangelnde Reproduzierbarkeit und Produktivität gehemmt. Das IWF der TU Berlin beschäftigt sich im Rahmen von Grundlagenuntersuchungen mit diesen Herausforderungen. Zum Einsatz kommen dabei:

  • Selektives Laserstrahlschmelzen (SLM)
  • Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA)
  • Selektives Laserstrahlsintern (SLS)
  • 3D-Gradientendrucken
  • Fused Deposition Modeling (FDM)
Werkstück zur Ermittlung der Fertigungsgrenzen (SLM), PTZ Berlin aus Polymer (SLS)
Lupe [1]

Die derzeitigen Forschungsaktivitäten im Bereich der Additiven Technologien umfassen:

  • Physikalische Grundlagen im SLM-Prozess
  • Werkstoffqualifizierung
  • Anlagenentwicklung
  • Prozesskettenqualifizierung
  • Additive Verfahrenskombination
  • Digital integrierte Produktion

Abtragende Technologien

Strahlverfahren mit und ohne abrasive Zusätze werden in der Industrie für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen wirtschaftlich eingesetzt. Anwendungsgebiete sind beispielsweise das Reinigen von empfindlichen Oberflächen bis hin zum Entfernen von widerstandsfähigen Funktionsschichten sowie das Trennen schwer zerspanbarer Werkstoffe wie Faserverbundwerkstoffe (CFK, GFK) und Titanlegierungen. Am IWF der TU Berlin werden unterschiedliche robotergeführte Strahltechnologien erforscht, mit dem Ziel der stetigen Erweiterung des industriellen Anwendungsspektrums. Zum Einsatz kommen hierbei:

  • Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlen (Wasserstrahlen, CO2-Flüssigkeitsstrahlen)
  • Druckluftstrahlen (Trockeneisstrahlen, CO2-Schneestrahlen, Kugelstrahlen) 
3D-Wasserstrahlanlage, Wasserabrasivstrahl-Drehen, Wasserstrahlentschichten, CO2-Reinigen
Lupe [2]

Die derzeitigen Forschungsaktivitäten im Bereich der Strahltechnologien umfassen:

  • Wasserabrasivstrahlen mit kontrollierter Schnitttiefe
  • Wasserabrasivstrahl-Drehen
  • Hochdruck-CO2-Strahlen zur trennenden Bearbeitung
  • Oberflächenvorbehandlung
  • Reinigen und Entschichten

Durch die enge Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK werden die Ergebnisse der Grundlagenforschung schnell und effektiv in die industrielle Anwendung überführt. Weiterführende Informationen finden Sie hier [3].

Forschungsprojekte

Aktuelle Forschungsprojekte
Projekttitel
Fördergeber
Projektinformation
Von der Prototypen- zur Serienfertigung von SLM-Bauteilen
bei gleichzeitiger Reduzierung der
Prozesskosten
AiF
Link [4]
Strahlen mit festem Kohlendioxid als Vorbehandlungsverfahren vor der Glasbeschichtung
AiF
Link [5]
Untersuchung der kombinierten Prozesskette auf Basis von SLM und LPA
DFG
Link [6]
Flüssiges CO2 als Strahlmedium im Bereich des Strahlspanens
DFG
Link [7]
Konturnahe Vorbehandlung von Hochleistungswerkstoffen mittels Wasserabrasivstrahlen
DFG
Link [8]
Entwicklung und Herstellung optimierter Spulenwindungen für die elektromagnetische Umformung unter Einsatz additiver Fertigungsverfahren
DFG
Link [9]
Einstechdrehen von Titanaluminiden mit dem Wasserabrasivstrahl
DFG
Link [10]
In Situ Diffraktion beim Selektiven Laserstrahlschmelzen
DFG
Link [11]
Abgeschlossene Forschungsprojekte
Projekttitel
Fördergeber
Projektinformation
LCD-Materialwiederverwertung
AiF
Link [12]
Strahlen mit Kohlendioxid als Vorbehandlungsverfahren vor dem Galvanisieren
DFG
Link [13]

Ausgewählte Veröffentlichungen

Jahr
Autor
Titel
Verlinkung
2017
Uhlmann, E.;
John, P.

Advancements of the manufacturing technology with high-pressure liquid CO2 jets. In: Proceedings of the 2017 WJTA-IMCA Conference and Expo in New Orleans, USA. Hrsg.: WJTA®-IMCA®, 2017.
Link [14]
2017
Uhlmann, E.;
Fleck, C.;
Gerlitzky, G.;
Faltin, F.
Dynamical fatigue behavior of additive manufactured products for a fundamental life cycle approach. Procedia CIRP, Volume 61, 2017, Pages 588-593, ISSN 2212-8271.
Link [15]
2017
Uhlmann, E.;
Krohmer, E.;
Hohlstein, F.;
Reimers, W.
DEVELOPMENT OF AN EXPERIMENTAL TEST SETUP FOR IN SITU STRAIN EVALUATION DURING SELECTIVE LASER MELTING. Proceedings of the 28th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium. PP 1472 - 1480. 2017.
Link [16]
2016
Uhlmann, E;
Tekkaya, A.;
Kashevko, V.;
Gies, S.;
Reimann, R.;
John, P.
Qualification of CuCr1Zr for the SLM Process. 7th International Conference on High Speed Forming, April 27th-28th 2016, Dortmund, Germany.
Link [17]
2016
Uhlmann, E.;
Bilz, M.;
Mankiewicz, J.;
Motschmann, S.;
John, P.
Machining of hygroscopic materials by high-pressure CO2 jet cutting. Procedia CIRP 23 (2016).
Link [18]
2015
Uhlmann, E.;
John, P.;
Kashevko, V.;
Gerlitzky, G.;
Bergmann, A.
Quality optimized Additive Manufacturing through Measuring System Analysis. Proceedings of ASPE Spring Topical Meeting 2015.
Link [19]
2015
Faltin, F.;
Flögel, K.;
Uhlmann, E.
3D NEAR NET SHAPING OF HARD TO MACHINE MATERIALS VIA ABRASIVE WATERJET CONTROLLED-DEPTH MILLING. 2015 WJTA-IMCA Conference and Expo, November 2-4, New Orleans, USA.
Link [20]
2014
Baira, M.;
Kretzschmar, M;
Hollan, R.;
Heitmüller, F.;
Uhlmann, E.
Dry Ice Blasting as a Pre-Treatment Process for Electroplating. WGP Jahreskongress 2014, Advanced Materials Research, Vol. 1018, pp. 123-130, 2014.
Link [21]
2013
Flögel, K.;
Faltin, F.
Waterjet turning of titanium alloys. WGP Jahreskongress 2013. Nürnberg, Deutschland. 22./23.07.2013.
Link [22]
2012
Uhlmann, E.;
Flögel, K.;
Faltin F.;
Kretzschmar, M.
Abrasive waterjet turning of high performance materials. Procedia CIRP - Fifth CIRP Conference on High Performance Cutting. 2012; 1:409-413
Link [23]

Dissertationen am PTZ

Jahr
Autor
Titel
ISBN
2018
Bergmann, André
Vorgehensweise zur Auslegung des Laserstrahlschmelzens am Beispiel von Wolframkarbid-Kobalt
978-3-8396-1430-3
2017
Faltin, Fabian
Endkonturnahe Schruppbearbeitung von Titanaluminid mittels Wasserabrasivstrahlen mit kontrollierter Schnitttiefe
978-3-8396-1309-2
2017
Baira, El Mustapha
Trockeneisstrahlen als Vorbehandlungsverfahren vor dem Galvanisieren
978-3-8396-1157-9
2016
Kretzschmar, Michael
CO2-Schneeentstehung und deren Wirkung auf die Effekte beim CO2-Schneestrahlen
978-3-8396-1065-7
2016
Motschmann, Simon
Einfluss von Herstellungs- und Lagerungsfaktoren auf die Eigenschaften von Trockeneispellets und das Strahlergebnis
978-3-8396-1014-5
2015
König-Urban, Kamilla
Additive Fertigung von Nickelbasis-Superlegierungen mittels Laserstrahlschmelzen am Beispiel von Diamalloy 4004NS
978-3-8396-0978-1
2014
Bilz, Martin
Möglichkeiten und Grenzen des Strahlspanens mittels CO2-Hochdruckstrahlen
978-3-8396-0661-2
2013
Huynh, Quang Ut
Einfluss der Oberflächenstrukturierung und -texturierung eines Kunststoffsubstrats auf die Anhaftung von Zellen
978-3-8396-0631-5
2009
El Mernissi, Adil
Beeinflussung des Vorbehandlungszustandes der Substratrandzone durch Trockeneisstrahlen am Beispiel von Klebeverbindungen
978-3-8167-7980-3
2008
Krieg, Mark
Analyse der Effekte beim Trockeneisstrahlen
978-3-8167-7625-3

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Patrick John
Tel.: +49 30 314-21235
Raum PTZ 219
E-Mail-Anfrage [24]
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