Energetische Strahlverfahren

Moderne Fertigungsverfahren bieten produzierenden Unternehmen ein erhöhtes Maß an Agilität und Flexibilität, um den sich ändernden Anforderungen gerecht zu werden. Neben konventionellen Fertigungsverfahren, die stetig verbessert und weiterentwickelt werden, prägen zunehmend unkonventionelle Technologien die Fertigungslandschaft. Einige der Verfahren sind die Additive Fertigung (engl. Additive Manufacturing, AM), das Laserstrukturieren sowie die Materialbearbeitung mittels Hochdruck-Wasserstrahl. Das Fraunhofer IPT erforscht und entwickelt diese Technologien weiter und integriert sie in Fertigungsprozessketten.

Alles aus einer Hand

Wir forschen praxisorientiert und bieten unseren Kunden industrietaugliche Lösungen an. Auf der Basis realer Bauteile erforschen wir innovative Fertigungsverfahren und optimieren sie bis zum Serienprozess.

Bei unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeit liegt der Fokus zum einen auf der Fertigung des bestmöglichen Bauteils, und zum anderen auf der Generierung durchgängiger Prozessketten. So stellen wir nicht nur additiv gefertigte Bauteile her, sondern führen darüber hinaus auch nahezu alle vor- und nachgelagerten Bearbeitungsschritte der Bauteile (EDM, ECM, Fräsen, Drehen, etc.) durch. Damit bietet das Fraunhofer IPT als einzige Forschungseinrichtung Deutschlands vom Ausgangswerkstoff bis zum finalen Bauteil alle Fertigungsschritte aus einer Hand.

Laserbasierte Fertigungstechnologien

Additive Fertigung und Laserstrukturieren ersetzen nicht die subtraktive Fertigung, ihr Einsatz erweitert jedoch effektiv das Technologieportfolio und steigert die Agilität produzierender Unternehmen. Pulverbett-basierte additive Fertigungsverfahren wie das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) und Draht-basierte additive Fertigungsverfahren wie das Laser Metal Deposition with wire (LMD-w) werden ergänzt durch hybride Prozesse. Sie bieten für die Fertigung in nahezu allen Industriebereichen viele Vorteile und sind zukunftsweisende Prozesstechnologien.

Mit Laserstrukturieren erhalten Bauteiloberflächen neue Funktionen

Neben der additiven Fertigung beschäftigt sich das Fraunhofer IPT mit industrienahen Nano- und Mikrostrukturen. Durch das Laserstrukturieren von Bauteiloberflächen mit verschiedenen Ultrakurzpulslasern ist die Funktionalisierung 3D-geformter Oberflächen möglich. Auf diese Weise lassen sich hydrophile (wasserliebend), hydrophobe (wasserabweisend), lipophile/lipophobe (fettliebend/fettabweisend) und sogar bakteriziden (bakterienabtötend) Strukturen aufbringen. Mit einer Oberflächenfunktionalisierung erhalten Bauteile deutlich erweiterte und verbesserte Eigenschaften.

Materialbearbeitung mit Hochdruck-Wasserstrahl: Ressourcen- und materialschonendes Schneiden, Bohren und Abtragen von Hochleistungswerkstoffen

Die Wasserstrahl-Bearbeitung eignet sich für selbst für anspruchsvollste Werkstoffe, etwa für Hochleistungswerkstoffe wie Nickelbasislegierungen, Titan-Aluminide, CFK und technische Keramiken.

Die Materialbearbeitung mit Hochdruck-Wasserstrahl ist eine material- und ressourcenschonende Bearbeitungsmethode, da nur geringe Werkzeug- und Fertigungskosten anfallen und durch den schmalen Schnittspalt kaum Materialverschnitt anfällt. Auch das Material wird im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden geschont, da das Bauteil bei der Wasserstrahl-Bearbeitung keine thermische Schädigung erfährt.

Unsere Leistungen im Überblick

  • Entwicklung von funktionalisierenden Nano- und Mikrostrukturen
  • Entwicklung individueller additiver Fertigungsprozesse
  • Auslegung von (hybriden) Prozessketten für additive Fertigung, Laserstrukturieren und Wasserstrahl-Bearbeitung
  • Machbarkeitsstudien für additive Fertigung, Laserstrukturieren und Wasserstrahl-Bearbeitung
  • Entwicklung und Produktion von Prototypen
  • Einbindung innovativer Prozesse in die industrielle Serienfertigung

Unsere Arbeitsfelder

 

Laser Powder Bed Fusion (LPBF)

 

Laserstrukturieren

 

Laserauftragschweißen mit Draht (LMD-w)

 

Additive Fertigungsverfahren
bewerten, auslegen
und einbinden

 

Mehrachsiges Schneiden von Sonderwerkstoffen mit dem Wasserstrahl

 

Abtragen mit dem Wasserstrahl

Projekte

Öffentlich geförderte Projekte ermöglichen es uns, neue technologische Wege zu gehen. Hier finden Sie einige Beispiele: