Fachgruppe Additive Fertigung
Die rasanten Entwicklungen im Bereich der additiven Fertigungsverfahren eröffnen bisher nie dagewesene Möglichkeiten. Mit dem zunehmenden Durchdringen aller industrieller Bereiche treten immer neue insbesondere anwendungsnahe Fragestellungen auf.
Die Fachgruppe greift diese Fragestellungen auf und betreibt anwendungsnahe Forschung zur Weiterentwicklung der Additiven Fertigung sowohl für Metalle als auch für Kunststoffe. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem metallischen Pulverbettverfahren SLM sowie dem Materialextrusionsverfahren FLM.
Foto: Fachgruppe Additive Fertigung
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Das Bild zeigt ein rechteckiges Kunststoffbauteil, das auf einem karierten, dunklen Hintergrund liegt. Das Bauteil besteht aus einem weißen, ovalen Rahmen, der durch drei weiße Stege miteinander verbunden ist. Die Stege treffen sich jeweils an drei runden Verbindungspunkten, die blau eingefärbt sind. Die Konstruktion erinnert an ein vereinfachtes mechanisches Gelenkmodell, wobei die blauen Punkte als Gelenke dienen könnten. Die Karierung des Untergrunds hilft, die Größe und Form des Bauteils besser einzuschätzen.
Foto: Fachgruppe Additive Fertigung
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Das Bild ist in drei Abschnitte unterteilt. Links befindet sich ein längliches, metallisches Bauteil mit einer verengten Mittelpartie, in der eine feine Gitterstruktur sichtbar ist. Rechts oben ist eine Draufsicht auf eine gestapelte Gitterstruktur aus dem gleichen Material zu sehen. Rechts unten befindet sich eine technische Zeichnung, die das Bauteil mit Maßen und Details schematisch darstellt. Das Bild verdeutlicht die Möglichkeiten additiver Fertigung, komplexe Strukturen wie Gitter in Metallbauteile zu integrieren und diese präzise zu dokumentieren.
Unsere Kompetenzen erstrecken sich von Materialauswahl und -entwicklung über die konstruktiven Zusammenhänge für die Additive Fertigung bis hin zur Prozess- und Postprozessoptimierung.
Materialauswahl und -entwicklung
Insbesondere im Bereich der Kunststoffe forschen und entwickeln wir an neuen Materialien. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf Werkstoffen für Sonderanwendungen.
Konstruktion für die Additive Fertigung
Ein besonderer Fokus liegt auf der Fertigungsgerechten Konstruktion von Bauteilen um das volle potential additiv gefertigter Bauteile ausnutzen zu können.
Prozess- und Postprozessoptimierung
Um die Wirtschaftlichkeit, Maßhaltigkeit und Prozessstabilität zu erhöhen betreiben wir in verschiedensten Bereichen Prozess- und Postprozessoptimierung.
Labor für Digitale Produktentwicklung und Additive Fertigung
Mit unseren CAD und CAE Systemen ermöglichen wir den Entwurf und die Optimierung optimaler Bauteile für die Additive Fertigung. Darüber hinaus sind wir mit unseren Geräten im Bereich der Kunststoffextrusionsverfahren in der Lage alle thermoplastischen Materialien zu verarbeiten. Zudem ermöglicht es uns die schnelle Generierung auch funktioneller Prototypen.
Werkstofflabore
Unsere Labore im Bereich der Werkstofftechnik ermöglichen uns eine vollumfängliche Prüfung und Analyse sowohl von metallischen als auch Kunststoffwerkstoffen. Im Bereich der Kunststoffe haben wir zusätzlich die Möglichkeit der Herstellung von thermoplastischen Compounds.
Aktuell sind folgende Projekte in Bearbeitung:
Tribologische Sonderwerkstoffe für die additive Fertigung
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens untersuchen und entwickeln wir neue Materialien für den FLM-Prozess mit einer tribologischen Optimierung in Hinblick auf den Kunststoff-Kunststoff Kontakt. Solche Materialine bilden die Basis für eine erfolgreiche Umsetzung beweglicher „Non-assembly“ Mechanismen mit additiven Kunststoffverfahren.
OnePager POM (PDF)
OnePager PolyPoly (PDF)
Präzise Non-Assembly-Mechanismen
Dieses Forschungsvorhaben untersucht Möglichkeiten zur Verbesserung von Non-Assembly-Mechanismen im FLM-Prozess. Durch einen neuartigen Ansatz mittels Wärmebehandlung ist es bereits gelungen, erste Spielfeie Demonstratoren herzustellen. Es wird sowohl an Konstruktionsrichtlinien als auch an der Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Vorhersagbarkeit geforscht. Darüber hinaus werden Untersuchungen zur Lebensdauer durchgeführt, bei denen die Erkenntnisse aus dem Projekt „Tribologische Sonderwerkstoffe für die additive Fertigung“ genutzt werden.
Werkstoffe für Hart-Weich Kombinationen
Mit diesem Forschungsvorhaben sollen die Einsatzmöglichkeiten thermoplastischer Elastomere erweitert werden, um mittels additiven Kunststoffverfahren Kombinationen aus harten und weichen Kunststoffen zusammen zu verarbeiten.
Optimierung der Stützstrukturentfernung bei SLM gefertigten Bauteilen
Nach wie vor ist bei SLM gefertigten Bauteilen die Entfernung der Stützstrukturen ein kritischer Faktor bezüglich Ausschuss, Fertigungszeit und Personalkosten. Im Rahmen dieses Projekts werden neue Konzepte zur Stützstrukturentfernung SLM gefertigter Bauteile entwickelt.
Aktuell sind folgende Projekte in Bearbeitung:
Tribologische Sonderwerkstoffe für die additive Fertigung
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens untersuchen und entwickeln wir neue Materialien für den FLM-Prozess mit einer tribologischen Optimierung in Hinblick auf den Kunststoff-Kunststoff Kontakt. Solche Materialine bilden die Basis für eine erfolgreiche Umsetzung beweglicher „Non-assembly“ Mechanismen mit additiven Kunststoffverfahren.
OnePager POM (PDF)
OnePager PolyPoly (PDF)
Präzise Non-Assembly-Mechanismen
Dieses Forschungsvorhaben untersucht Möglichkeiten zur Verbesserung von Non-Assembly-Mechanismen im FLM-Prozess. Durch einen neuartigen Ansatz mittels Wärmebehandlung ist es bereits gelungen, erste Spielfeie Demonstratoren herzustellen. Es wird sowohl an Konstruktionsrichtlinien als auch an der Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Vorhersagbarkeit geforscht. Darüber hinaus werden Untersuchungen zur Lebensdauer durchgeführt, bei denen die Erkenntnisse aus dem Projekt „Tribologische Sonderwerkstoffe für die additive Fertigung“ genutzt werden.
Werkstoffe für Hart-Weich Kombinationen
Mit diesem Forschungsvorhaben sollen die Einsatzmöglichkeiten thermoplastischer Elastomere erweitert werden, um mittels additiven Kunststoffverfahren Kombinationen aus harten und weichen Kunststoffen zusammen zu verarbeiten.
Optimierung der Stützstrukturentfernung bei SLM gefertigten Bauteilen
Nach wie vor ist bei SLM gefertigten Bauteilen die Entfernung der Stützstrukturen ein kritischer Faktor bezüglich Ausschuss, Fertigungszeit und Personalkosten. Im Rahmen dieses Projekts werden neue Konzepte zur Stützstrukturentfernung SLM gefertigter Bauteile entwickelt.
Abschlussarbeiten
- Ohlenroth, N. (2023). Einfluss von Druckparametern eines 3D-Druckers auf die Form von wärmebehandelten additiv gefertigten Kunststoffproben, Bachelorthesis, Technische Hochschule
- Förster, B.G. (2022). Non-Assembly-Designkonzept einer additiv gefertigten Fingerprothese, Bachelorthesis, Technische Hochschule Lübeck
- Griffin, K. (2021). Effect of processing parameters on the performance of thermoplastics processed via fused layer modelling (FLM), Masterthesis, Technische Hochschule Lübeck
- Sensözlü, E. (2021). Werkzeugentwicklung zum Entfernen von Stütztgeometrien SLM-Prozess gefertigter Bauteile, Bachelorthesis, Technische Hochschule Lübeck
- Müller, J. (2020). Examination of 3D printed spherical joints, Matserthesis, Technische Hochschule Lübeck
- Tokarev, V. (2020). FEM simulation of SLM components with support structures, Matserthesis, Technische Hochschule Lübeck
- Ben Salem, M. (2020). Stress analysis of support geometry of SLM components, Matserthesis, Technische Hochschule Lübeck
- Kaprol, T.R. (2020). Entfernbarkeit der Stützgeometrien von SLM Bauteilen, Bachelorthesis, Technische Hochschule Lübeck
- Salome, M. (2019). Versuchsaufbau zur Analyse der Kräfte zum Entfernen der Stützgeometrien von SLM Bauteilen, Bachelorthesis, Technische Hochschule Lübeck
Sprecher Kunststoffverfahren
| Prof. Dr.-Ing.
Roland Kral | |
| Telefon: | +49 451 300 5707 |
| E-Mail: | roland.kral@th-luebeck.de |
| Raum: | C.2b 9-0.04 |
| Prof. Dr. rer. nat.
Ahmad Zeinolebadi | |
| Telefon: | +49 451 300 5076 |
| E-Mail: | ahmad.zeinolebadi@th-luebeck.de |
| Raum: | F.9 21-2.07 |
Sprecher Metallverfahren
| Prof. Dr.-Ing.
Sung-Won Choi | |
| Telefon: | +49 451 300 5045 |
| E-Mail: | sung-won.choi@th-luebeck.de |
| Raum: | C.4 1-1.01 |
| Prof. Dr.-Ing.
Nils Kohlhase | |
| Telefon: | +49 451 300 5780 |
| E-Mail: | nils.kohlhase@th-luebeck.de |
| Raum: | C.4 1-1.13 |
Mitglieder
| Prof. Dr. rer. nat.
Dipl.-Phys.
Arne Bender | |
| Telefon: | +49 451 300 5544 |
| E-Mail: | arne.bender@th-luebeck.de |
| Raum: | F.9 21-0.03 |
|
Dipl.-Ing. (FH)
Birgit Schädel | |
| Telefon: | +49 451 300 5323 |
| Fax: | +49 451 300 5037 |
| E-Mail: | birgit.schaedel@th-luebeck.de |
| Raum: | F.9 21-2.08 |
