Forschung
Simulation der Temperaturentwicklung und Porosität im additiven Fertigungsverfahren "Powder-Bed-Fusion". - © Fraunhofer IWM
07.07.2022

Spitzenforschung in der Additiven Fertigung

Spitzenforschung in der Additiven Fertigung

Das Fraunhofer IWM und das Kunststoff-Zentrum SKZ forschen gemeinsam mit Experimenten und Simulationen an einem verbesserten Prozessverständnis des additiven Produktionsverfahrens „Powder Bed Fusion“. Die erzielten Forschungsergebnisse zeigten kürzlich großen Erfolg bei der internationalen Fachkonferenz auf Schloss Montabaur.

Das IWM aus Freiburg und das SKZ aus Würzburg sind als Tandempartner Teil des größten deutschen Forschungsnetzwerks MATframe, das sich mit dem pulverbasierten 3D-Druck (Powder Bed Fusion bzw. PBF) auseinandersetzt. 27 Universitäten und Institute aus ganz Deutschland forschen gemeinsam an neuen Materialien, Prozesshilfsmitteln und begleitenden Simulationen, um derzeitige Hürden der additiven Fertigung zu überwinden. Die Forschenden untersuchen dabei sowohl metall- als auch kunststoffbasierte Verfahren mit dem Ziel, diese weiter in die industrielle Anwendung zu bringen. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Schwerpunktprogramm (SPP2122; BI-1859/2-2; BA 1841/32-2) verfügt durch die Vielzahl an beteiligten Laboren über einen umfassenden Pool an Geräten und Analyseverfahren und eröffnet so eine ideale Basis, um Prozesse grundlegend zu verstehen und weitere Innovationen abzuleiten.

Preis für Simulationsergebnisse

Das gemeinsame Ziel der Tandempartner IWM und SKZ besteht darin, den komplexen additiven Fertigungsprozess des PBF für Polymere durch so genannte „dimensionslose Kennzahlen“ zu beschreiben (Projekt-ID: 409621284). Am IWM werden dazu numerische Simulationsverfahren entwickelt. Die Forschungsarbeit wird vom SKZ durch PBF-Experimente zur Erweiterung des Prozessverständnisses ergänzt. Dadurch sollen zukünftig etwa optimierte Material- und Prozessdaten frühzeitig identifiziert und aufeinander abgestimmt werden. Bisher sind dazu meist umfangreiche, zeitaufwendige trial-and-error-Versuche notwendig, um bestmögliche und reproduzierbare Prozessparameter für eine Laseranlage einstellen zu können.

Im Rahmen einer international besuchten Konferenz auf Schloss Montabaur wurden Ergebnisse aus dem Projekt dem Fachpublikum präsentiert. Der Projektleiter des Fraunhofer IWM, Dr. Claas Bierwisch, konnte mit seinen Erkenntnissen die Jury überzeugen und belegte den 1. Platz im Wettbewerb der wissenschaftlichen Poster dieser Konferenz. Industriefirmen sind im laufenden Prozess auch weiterhin gerne dazu eingeladen, Pulver für simulative und experimentelle Untersuchungen bereitzustellen und somit nicht nur einen wertvollen Beitrag für ein verbessertes Prozessverständnis zu liefern, sondern das eigene Knowhow zu erweitern. Zudem kann an die Ergebnisse in weitergehenden Industriekooperationsprojekten angeknüpft werden.

Kontakt:

Moritz Grünewald, SKZ-KFE gGmbH, Scientist Materialentwicklung und -prüfung, E-Mail: m.gruenewald@skz.de, Telefon: +49 931 4104-352
Dr. rer. nat. Claas Bierwisch, Stellvertretender Gruppenleiter Pulvertechnologie und Fluiddynamik, E-Mail: claas.bierwisch@iwm.fraunhofer.de, Telefon: +49 761 5142-347

(Nach Presseinformation Fraunhofer IWM / SKZ)

Schlagworte

Additive FertigungForschungForschungsergebnissePolymerePowder Bed FusionSimulation

Verwandte Artikel

3D-FiberTrain: Druck der Bugnase eines Hochgeschwindigkeitszug
29.05.2026

Fraunhofer Forschungsfeld Leichtbau bündelt Kompetenzen aus 16 Instituten

Seit 2025 leitet das Fraunhofer IWU das Forschungsfeld Leichtbau. Dieser Zusammenschluss bündelt die Kompetenzen von 16 Fraunhofer-Instituten und bildet damit eine interd...

CO2 Faserverbundbauteile Forschung Industrielle Anwendungen Innovation Leichtbau Materialentwicklung Recycling Ressourcennutzung Schienenfahrzeugbau Wertschöpfungskette
Mehr erfahren
28.05.2026

Tartler setzt auf 3D-Druck im Anlagenbau

Additive Fertigung mit SLA und FDM beschleunigt die Entwicklung von Kunstharz-Mischern und verbessert die Ersatzteilversorgung für Kunden weltweit

3D-Druck im Anlagenbau Additive Fertigung Anlagenbau Hessen CFK-Verarbeitung Composite-Werkstoffe Dosier- und Mischanlagen Ersatzteilversorgung FDM 3D-Druck GFK-Verarbeitung Industrielle additive Fertigung Kunstharz-Mischer Kunstharz-Verarbeitung Maschinenbau Deutschland Prototypenbau Stereolithografie
Mehr erfahren
28.05.2026

Aktualisiertes Poster zu biologisch abbaubaren Polymeren

Im Rahmen des PerPlacsBio-Projekts hat das nova-Institut sein Poster zur biologischen Abbaubarkeit von Polymeren in verschiedenen Umgebungen aktualisiert.

Biologische Abbaubarkeit Industrielle Kompostierbarkeit Normen PBAT PBS PBSA Polymere Zertifizierung
Mehr erfahren
Pultrusion: lange, leichte und zugleich hochfeste Faserverbundprofile.
27.05.2026

Pultrusionsverfahren im Überblick: Nachhaltige Faserverbundprofile für die Industrie

Pultrusion ermöglicht die kostengünstige Herstellung hochfester Faserverbundprofile. Erfahren Sie mehr über Anwendungen in Bauwesen, Energietechnik und E-Mobilität.

Batterie Baustahl Energie Energietechnik Fahrzeugbau Fertigung Forschung Fraunhofer Fraunhofer IWU Industrieanwendungen Konstruktion Korrosion Leichtbau Schienenfahrzeugbau Schienenfahrzeuge Simulation Stahl Thermoplaste Thermoplasten Umformen Werkstoff Werkstoffe
Mehr erfahren
Simulation einer Rohr‑zu‑Rohr‑Schweißverbindung.
14.05.2026

Rohrleitungsbau realitätsnah trainieren

Rohrleitungen sind zentrale Bestandteile moderner Industrieanlagen. Ihre Schweißverbindungen entstehen häufig unter schwierigen Arbeitsbedingungen und in Zwangslagen. Dig...

AR Augumented Reality Ausbildung Digitaler Zwilling Qualifikation Rohrleitungen Rohrleitungsbau Rohrnähte Schweißen Schweißsimulation Schweißtechnische Ausbildung Simulation Überkopfschweißung VR Weiterbildung Zwangslagen
Mehr erfahren