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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)
- © iwf
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
- © iwf
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.
Forschungsprojekte
| Projekttitel | Fördergeber | Projektinformation |
|---|---|---|
| Von der Prototypen- zur Serienfertigung von SLM-Bauteilen bei gleichzeitiger Reduzierung der Prozesskosten | AiF | Link |
| Strahlen mit festem Kohlendioxid als Vorbehandlungsverfahren vor der Glasbeschichtung | AiF | Link |
| Untersuchung der kombinierten Prozesskette auf Basis von SLM und LPA | DFG | Link |
| Flüssiges CO2 als Strahlmedium im Bereich des Strahlspanens | DFG | Link |
| Konturnahe Vorbehandlung von Hochleistungswerkstoffen mittels Wasserabrasivstrahlen | DFG | Link |
| Entwicklung und Herstellung optimierter Spulenwindungen für die elektromagnetische Umformung unter Einsatz additiver Fertigungsverfahren | DFG | Link |
| Einstechdrehen von Titanaluminiden mit dem Wasserabrasivstrahl | DFG | Link |
| In Situ Diffraktion beim Selektiven Laserstrahlschmelzen | DFG | Link |
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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 2013 | Flögel, K.; Faltin, F. | Waterjet turning of titanium alloys. WGP Jahreskongress 2013. Nürnberg, Deutschland. 22./23.07.2013. | Link |
| 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 |
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 |
