Demonstrator für Carbonfasern: Hybridverfahren für maximale Präzision
Faserverstärkte Bauteile und die additive Fertigung gehen Hand in Hand. Der Lehrstuhl für Carbon Composites untersucht diese Kombination auf verschiedene Weise: Durch die Integration von Endlosfasern in additive Fertigungsprozesse lassen sich leichte und hochfeste Bauteile mit fortschrittlichen Funktionen herstellen. Die additive Fertigung kann auch zur Herstellung von Layup-Formen für Verbundbauteile genutzt werden, indem neue Funktionen integriert werden. Die Verbesserung der Formqualität erleichtert den Einsatz der additiven Fertigung zusätzlich, da weniger Nachbearbeitung erforderlich ist.
Materialien neu denken: Nachhaltig und leistungsstark
Am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung wird der Zusammenhang zwischen Verarbeitung, Struktur und Materialeigenschaften untersucht. Es werden leistungsstarke medizinische Implantate und recycelte Aluminiumlegierungen für Autos entwickelt, wobei der Schwerpunkt auf der praktischen Anwendung und der Umweltverträglichkeit liegt. Außerdem wird an Bauteilen aus mehreren Materialien gearbeitet. So wird beispielsweise Kupfer mit Edelstahl verbunden, um einzelne Komponenten herzustellen, die sowohl eine gute Wärmeableitung als auch eine hohe Haltbarkeit bieten.
Design ohne Grenzen: Leichtbau neu definiert
Wie können Bauteile gleichzeitig leichter und stabiler werden? Die Antwort liegt in innovativen Konstruktionsmethoden, die die Potenziale der Additiven Fertigung voll ausschöpfen. Beispiele hierfür sind eine optimierte Motorhalterung und ein Gehäuse für den Elektromotor einer Drohne, die das Gewicht senken und komplexe Geometrien integrieren. Diese Lösungen werden vom Lehrstuhl für Produktentwicklung und Leichtbau entwickelt.
Molten Metal Jetting: Materialstrahlverfahren mit geschmolzenen Metallen
Molten Metal Jetting ist ein neuartiges Verfahren der Additiven Fertigung mit Metallen, das ohne Pulverrohstoffe und Laser auskommt. Das Ausgangsmaterial, in der Regel ein Draht, wird in einem Tiegel geschmolzen und tropfenweise durch eine Düse ausgestoßen. Forschende am Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereitechnik untersuchen, wie Aluminium- und Kupferlegierungen zu Einzel- und Mehrkomponententeilen verarbeitet werden können.
Laserleistung: Mehr Geschwindigkeit, mehr Effizienz
Die Professur für laserbasierte additive Fertigung untersucht laser- und pulverbasierte additive Fertigungsverfahren für Polymere und Metalle. Die Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf fortschrittliche Belichtungs- und Prozessstrategien, intelligente Überwachung und Steuerung sowie die Beziehungen zwischen Prozess, Eigenschaften und Funktion. Praktische Anwendungen haben gezeigt, dass Strahlformung und optimierte Belichtungsstrategien die Prozessgeschwindigkeit erheblich steigern, maßgeschneiderte Materialeigenschaften ermöglichen und den Energie- und Materialverbrauch senken können. Darüber hinaus ermöglichen innovative Überwachungsansätze eine präzise Vorhersage der Bauteileigenschaften und ebnen den Weg für eine verbesserte Qualitätssicherung und höhere Prozesssicherheit. Insgesamt unterstützen diese Entwicklungen den Transfer der laser- und pulverbasierten additiven Fertigung in industrielle Anwendungen und tragen dazu bei, den Übergang zu einer nachhaltigen, umweltfreundlichen Produktion zu beschleunigen.
Hybride Prozesse und die digitale Fabrik von morgen
Am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswirtschaft ist die Additive Fertigung eine Schlüsseltechnologie für die digitale Transformation der Produktion. Sie ermöglicht einen direkten Weg von digitalen Modellen zu physischen Bauteilen und damit eine flexible Produktion, schnelle Designänderungen sowie neue Möglichkeiten zur Topologieoptimierung und zur Funktionsintegration. Das iwb-Team konzentriert sich auf die additive Fertigung von Metallen. Zu den Kernkompetenzen gehören die Prozessentwicklung, Simulation, Überwachung und Bearbeitung additiv gefertigter Bauteile. Die Forschung untersucht auch, wie sich die additive Fertigung in Produktionssysteme integrieren lässt, und beleuchtet dabei Prozesswechselwirkungen sowie deren Auswirkungen auf vor- und nachgelagerte Schritte, um die Leistung und Qualität der Bauteile zu verbessern.
Gemeinsam den Fortschritt vorantreiben
TUM.Additive verbindet diese Kompetenzen und schafft ein Ökosystem, das Forschung, Industrie und Start-ups zusammenbringt. Partner wie das TUM-Oerlikon Advanced Manufacturing Institute, Bavaria Makes und das TUM Venture Lab Additive Manufacturing stärken dieses Netzwerk.