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19.07.2017 | Leichtbau | Nachricht | Online-Artikel

Leichtbaustrukturen im Multi-Material-Design generativ fertigen

verfasst von: Angelina Hofacker

2 Min. Lesedauer

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Im Projekt MM3D nehmen Partner aus Industrie und Forschung generative Fertigungstechnologien für Multi-Material-Leichtbaustrukturen unter die Lupe. Auch die zugehörige Werkzeugtechnik soll an einem Demonstrator erforscht und erprobt werden.

Faserverbundwerkstoffe besitzen ein großes Leichtbaupotenzial und können neuartige Bauweisen für ressourcenschonende Produkte ermöglichen. Die intelligente Kombination solcher Faserverbunde mit klassischen Konstruktionswerkstoffen wie Metallen – das sogenannte Multi-Material-Design (MMD) – könnte hierbei zur deutlichen Erweiterung des Anwendungsspektrums infolge der zielgerichteten Ausnutzung werkstoffspezifischer Vorteile führen. Das Potenzial lässt sich jedoch nur dann wirtschaftlich nutzen, wenn geeignete effiziente Fertigungstechnologien für unterschiedliche Produktionsmengen zur Verfügung stehen. Hier setzt das Forschungsvorhaben MM3D an. Initiiert hat das Projekt der CC Ost, Regionalabteilung des Vereins Carbon Composites (CCeV). In dem Vorhaben entwickeln nun acht sächsische Unternehmen gemeinsam mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Dresden neuartige Verfahren für die Kombination aus Faserverbundtechnologien, additiver Fertigungstechnik und metallischen Technologien.

Wie die Kooperationspartner wissen, ist es bislang nicht möglich MMD-Leichtbauteile, etwa eine Faserverbund-Metall-Hybridstruktur, generativ zu fertigen. Die traditionellen Polymer-3-D-Druck-Verfahren generieren den Forschern zufolge Bauteile mit begrenzten mechanischen Eigenschaften. So könne das erzeugte Bauteil zwar geometrisch, aber nicht eigenschaftskonform dargestellt und somit nicht im Einsatzfall getestet oder direkt belastet werden. Es fehlen also derzeit geeignete Methoden und Technologien zur kostengünstigen eigenschaftskonformen generativen Herstellung, damit Unternehmen tatsächlich ohne kostenintensive Optimierungsschleifen ein MMD-Musterbauteil mit späteren Serieneigenschaften anbieten können. Das übergreifende Projektziel sei es daher, generative Fertigungstechnologien für Multi-Material-Leichtbaustrukturen mit anwendungsgerechtem strukturmechanischem Eigenschaftsprofil sowie zugehörige Werkzeugtechnologien an einem Demonstrator zu erforschen und zu erproben.

Der CC Ost will im Rahmen des Projekts teamübergreifend die Strukturen und Abläufe für die Etablierung von wettbewerbsfähigen, unternehmensübergreifenden Entwicklungs- und Fertigungsvereinigungen zur Abbildung lückenloser regionaler Wertschöpfungsketten innerhalb einer „Shared Factory“ schaffen und exemplarisch erproben. Diese generische "Shared Factory" soll zunächst etwa die Verwertung der Forschungsergebnisse gewährleisten und später etwa auch die unternehmensübergreifende Nutzung von Ressourcen und die Qualitätssicherung in einer Fertigungsvereinigung sicherstellen.

Das Forschungsvorhaben MM3D - Generative Fertigung von Multi-Material-Leichtbaustrukturen und -Werkzeugsystemen startete im Juni 2017 und läuft bis Mai 2020. Es wird von der Sächsischen Aufbaubank unterstützt und durch die Europäische Union und den Freistaat Sachsen gefördert.  

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