SKZ: Schnelle Bewertung neuer Materialien für die Additive Fertigung durch Simulation - Kooperationsprojekt mit der TU Dortmund

Das SKZ und der Lehrstuhl für Mathematik (LS3) der TU Dortmund arbeiten seit Oktober 2019 gemeinsam an einer experimentell abgesicherten Simulation des Aufschmelzprozesses in FFF-Düsen - (Bild: SKZ).

Additive Fertigungsverfahren erobern derzeit den Endkundenmarkt und gewinnen auch im industriellen Sektor immer mehr an Bedeutung. Während sie zu Beginn im Bereich der Herstellung von Anschauungsmustern und Prototypen zum Einsatz kamen, werden die innovativen Verfahren insbesondere in der Luftfahrtindustrie und der Medizintechnik immer häufiger zum festen Bestandteil in den Produktionsprozessen. Trotz des großen Potenzials der Additiven Fertigungstechniken sieht die Wirtschaft derzeit jedoch noch eine Reihe von Problemfeldern als Hemmschwelle für die industrielle Nutzung als vollwertiges Fertigungsverfahren.

Neben Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und Gestaltungsrichtlinien fehlen vor allem auch geeignete Methoden zur Prozesssimulation. Es gibt nur wenige wissenschaftliche oder industrielle Arbeiten, die sich mit der Simulation extrusionsbasierter Additiver Fertigungsverfahren wie der Fused Filament Fabrication (FFF) beschäftigen. Dies führt dazu, dass in der Verfahrens-, Prozess- und Bauteilentwicklung beim FFF-Druck fast keine Simulationen zum Einsatz kommen.

Daher arbeiten das SKZ und der Lehrstuhl für Mathematik (LS3) der TU Dortmund seit Oktober 2019 gemeinsam an einer experimentell abgesicherten Simulation des Aufschmelzprozesses in FFF-Düsen. Damit erhalten Unternehmen die Möglichkeit, die Druckbarkeit von Materialien bereits vor experimentellen Untersuchungen zu bewerten.

In der zweijährigen Kooperation der beiden Forschungsstellen sollen Richtlinien zur Auslegung des Druckprozesses in Abhängigkeit der Düsengeometrie-, Material- und Verarbeitungsparameter festgelegt werden. Basierend darauf soll außerdem ein Simulationstool den Zugang zur nummerischen Simulation für kleine und mittlere Unternehmen erleichtern. Davon können Anlagenhersteller, Beratungsunternehmen, Filamenthersteller und Anwender profitieren.

Das Vorhaben mit dem Förderkennzeichen 20845 N wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Interessierte Unternehmen sind eingeladen, im projektbegleitenden Ausschuss des Forschungsvorhabens kostenlos mitzuwirken und die Untersuchungen in diesem Forschungsvorhaben mitzugestalten sowie sich über die aktuellen Ergebnisse zu informieren.

Weitere Informationen: www.skz.de, www.mathematik.tu-dortmund.de

SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, Würzburg

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