Die Aktivitäten im Referat Additive Fertigung stellen einen zentralen Forschungsschwerpunkt der Materialprüfungsanstalt dar. Wir arbeiten an Forschungsprojekten zur Untersuchung innovativer Prozessstrategien, Werkstoff- und Prozessqualifizierung sowie Proben- und Komponentenherstellung.
Mit Hilfe verschiedener Modellierungsansätze führen wir die Bewertung lokaler und globaler Temperaturhistorien und Eigenspannungszustände durch. Abhängig von Temperatur und Legierungszusammensetzung werden simulative Vorhersagen des Gefüges und der Mikrostruktur berechnet. Außerdem erfolgt eine Übertragung schädigungsmechanischer Ansätze zur Bewertung prozessbedingter Mikroporen.
Ziel ist der Übergang von der additiven Herstellung reiner Anschauungsobjekte, hin zu hochbeanspruchten und sicherheitsrelevanten Komponenten. Im Bereich der Qualitätssicherung wird dabei auf Kompetenzen aus der klassischen Schweißtechnologie zurückgegriffen, welche auf jahrelangen Aktivitäten und Erfahrungen der MPA in diesem Bereich basieren.
Unser Labor
Die Materialprüfungsanstalt (MPA) Universität Stuttgart betreibt ein herausragend ausgestattetes Labor zur Additiven Fertigung im Pulverbett (PBF-LB/M).
Zur Laborausstattung gehören mehrere Metall-3D-Drucker:
- Trumpf TruPrint 3000
- Evobeam SLAvam 300
- Aconity Mini
Die Systeme haben jeweils besondere Merkmale: Sehr hohe Vorwärmtemperatur, Schutzgas- und Vakuumbetrieb, Multilaser, Prozessmonitoring, breite Materialauswahl.
Die realisierbare Bauteilgröße ist bis zu 300 mm x 300 mm x 300 mm, bei einer Schichtauflösung von bis zu 30 µm. Verarbeitet werden sphärische Pulverpartikel zwischen 15 µm und 100 µm Größe.
Materialien sind:
- Ferritische Stähle
- Austenitische Stähle
- Nickellegierungen
- Aluminiumlegierungen
- weitere auf Anfrage
Zum Labor gehören zahlreiche Geräte zur Pulveranalyse sowie zur Prozessvorbereitung und Bauteilnachbearbeitung:
- Pulveranalyse: Partikelgröße, Partikelform, Fließfähigkeit, Feuchtigkeit
- Nachbearbeitung: Glasperlenstrahlen, mechanische Verfahren, Wärmebehandlung
Darüber hinaus betreibt die MPA eine Roboter-Anlage für die drahtbasierte additive Fertigung mit Lichtbogen (WAAM).
Mit diesem System können Bauteile bis zu 500 kg Gewicht und ca. 3 m³ Größe hergestellt werden.
Verarbeitbare Materialien sind alle mit MIG/MAG schweißbaren Werkstoffe in Drahtform.
Kontakt
Moritz Käß
M.Sc.Stellvertretender Abteilungsleiter / Referatsleiter