Laser Powder Bed Fusion LPBF

Das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) gehört zu den bekanntesten additiven Fertigungsverfahren. Bei dem Verfahren wird durch selektives Strahlschmelzen in einem Pulverbett die Querschnittfläche eines Bauteils aufgeschmolzen. Das geschieht durch ein Aneinanderreihen mehrerer Schmelzspuren in einem Mikroschweißprozess. Werden mehrere dieser Schichten miteinander verschmolzen, entsteht ein dreidimensionales Bauteil. Durch extrem dünne Schichtstärken von nur 0,04 mm ist es möglich, sehr komplexe Bauteile in einer hohen Auflösung herzustellen.
 

Entwicklung des optimalen LPBF-Prozesses

Mit dem LPBF-Verfahren sind den gewünschten Bauteilgeometrien bereits heute nahezu keine Grenzen gesetzt. Allerdings ist das Verfahren zurzeit noch recht langsam und teuer – hier besteht noch erhebliches Optimierungspotenzial. Die Verfahren betrachten wir nicht isoliert, sondern im Kontext der gesamten Prozesskette. Durch die enge Kooperation mit Experten verschiedener Produktionstechnologien am Fraunhofer IPT können wir bereits vor dem Beginn des LPBF-Prozesses die optimale Prozesskette identifizieren. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit garantiert auch eine reibungslose Integration des LPBF-Verfahrens in bestehende Prozessketten beim Kunden.

Integration des LPBF in hybride Fertigungsprozessketten

Häufig ist ein reiner LPBF-Aufbau der Bauteile zu kosten- und zeitintensiv, um eine lohnende Alternative zu konventionellen Verfahren zu bieten. Das muss das LPBF auch gar nicht sein. Der Schlüssel sind »hybride Prozesse«. Unter einem hybriden Prozess verstehen wir am Fraunhofer IPT den Aufbau von Strukturen, die sich ausschließlich additiv herstellen lassen, auf bereits bestehenden Halbzeugen. Diese Halbzeuge können einfache Platten, Schmiede, Guss bis hin zu bereits mittels Fräsen, Drehen, elektrochemischer Metallbearbeitung (ECM) o.ä. bearbeitete Bauteile sein. Mit hybriden Fertigungsprozessen lassen sich zum einen Prozesszeit und -kosten sparen, zum anderen eignen sie sich bestens zum Reparieren von Bauteilen. Die hybride Fertigung erweitert das Anwendungsspektrum des LPBFs weit über die Neuteilfertigung hinaus und ist essenzieller Bestandteil für einen kostendeckenden Einsatz des LPBF-Verfahrens im industriellen Kontext.

Unsere Leistungen im Überblick

  • Entwicklung kundenspezifischer additiver Fertigungsprozesse
  • Prozessentwicklung für industrielle Bauteile
  • Auslegung von (hybriden) Prozessketten für das LPBF
  • Machbarkeitsstudien für die LPBF-Fertigung
  • Bewertung von Industriekomponenten
  • Entwicklung und Produktion von Prototypen
  • Einbindung der Prozesse in die industrielle Serienfertigung