Die additive Fertigungstechnologie, insbesondere das Laserstrahlschmelzen im Bereich Metall, eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Herstellung von Produkten mit anspruchsvollen Materialien und integrierten Funktionen. Am Fraunhofer IWU werden revolutionäre Druckstrategien entwickelt, um filigrane Strukturen wie hochwertige medizinische Implantate und dünnwandige Wärmeübertrager herzustellen. Durch die Integration von Sensoren und Aktoren entstehen Produkte mit hoher Funktionalität und Nutzwert. Zudem ermöglicht die additive Fertigung wirtschaftliche Herstellung von gedruckten Radträgern aus Aluminium mit hoher Belastbarkeit.
Neue Belichtungsstrategien führen zu hochwertigen Lösungen für filigrane Implantate
Durch die Verwendung neuer Belichtungsstrategien können hochwertige Implantate mit filigranen Gitterstrukturen hergestellt werden. Besonders für medizinische Anwendungen wie Stents bieten diese Lösungen eine kompakte Transportform und dauerhafte Stabilität. Die patientenspezifische Anpassung der Implantate ist durch den Einsatz des Laserstrahlschmelzens möglich. Die Verwendung von superelastischen Formgedächtnislegierungen ermöglicht schonende Eingriffe.
Die LPBF-Technologie ermöglicht die effiziente Produktion von anspruchsvollen Produkten in kleinen und mittleren Stückzahlen. Durch die Integration von Sensoren, Aktoren und Funktionswerkstoffen entstehen Produkte mit hoher Funktionalität und einem hohen Nutzwert. Diese Technologie eröffnet neue Möglichkeiten für die Gestaltung und Optimierung von Produkten und ermöglicht eine kostengünstige Produktion.
Das Fraunhofer IWU konzentriert sich auf die Entwicklung von medizinischen Implantaten mit filigranen Gitterstrukturen, insbesondere auf Stents. Diese Implantate werden verwendet, um verengte Blutbahnen am Herzen oder im Gehirn offen zu halten. Der Einsatz von superelastischen Formgedächtnislegierungen ermöglicht eine schonende Anpassung an die individuellen Bedürfnisse jedes einzelnen Patienten und trägt so zur Verbesserung der medizinischen Versorgung bei.
Die Herstellung von Stents im LPBF-Verfahren ermöglicht eine patientenspezifische Anpassung und minimalinvasive Eingriffe. Während des Transports zur Engstelle wird der Stent elastisch gefaltet, um eine kompakte Transportform zu erreichen. Die Gitterstruktur des Stents bietet dauerhafte Stabilität und verhindert Verschnitt. Dadurch wird eine optimale Unterstützung der verengten Blutbahnen gewährleistet und der Eingriff bleibt minimalinvasiv.
Die Qualität gedruckter Stents wird durch innovative Belichtungsstrategien auf ein neues Niveau gehoben. Durch die präzise Parametrierung des Lasers und die optimierte Führung der Laserbahnen werden exakte Ergebnisse erzielt. Dabei wird eine homogene Verteilung der Energie erreicht und unerwünschte Anhaftungen minimiert. Diese Fortschritte steigern die Produktivität und führen zu einer weiteren Qualitätsverbesserung gedruckter Stents.
Anwendungsoptimierte Wärmeübertrager: Additive Fertigung revolutioniert die Herstellung
Um Wärmeenergie gezielt zwischen verschiedenen Medien zu übertragen, sind Wärmeübertrager unverzichtbar. Additive Fertigungsverfahren bieten die Möglichkeit, maßgeschneiderte und äußerst effiziente Wärmeübertrager herzustellen. Insbesondere dünnwandige und mehrfach gekrümmte Strukturen tragen zu einer verbesserten Effizienz bei der Wärmeübertragung bei. Die Flexibilität des 3D-Drucks ermöglicht es, komplexe Designs zu realisieren, die eine optimale Wärmeübertragung gewährleisten und den spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen gerecht werden.
Mit Hilfe des LPBF-Verfahrens im 3D-Druck können effiziente Wandstrukturen für fluidbasierte Anwendungen wie Hochtemperatur-Wärmeübertrager und Zweiphasen-Dampfkammern hergestellt werden. Diese Strukturen ermöglichen eine optimierte Wärmeübertragung und tragen zur Ressourceneffizienz bei. Zusätzlich ermöglicht der LPBF-Prozess die Verarbeitung von widerstandsfähigen Materialien, die den hohen Temperaturen in solchen Anwendungen standhalten.
Multifunktionales Roboterfahrzeug: Radträger in Zusammenarbeit mit Constellium entwickelt
Im Projekt Campus FreeCity entsteht der EDAG CityBot, ein hochfunktionales Roboterfahrzeug, das sowohl den Personentransport als auch Reinigungsaufgaben übernimmt. Die Radträgerkomponente spielt eine zentrale Rolle, da sie das Rad sicher mit dem Fahrgestell und den Lenkmotoren verbindet. In enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IWU und Constellium wurde eine innovative Lösung entwickelt, um die Stabilität und Leistungsfähigkeit des CityBots zu maximieren.
Die Kombination von LPBF und der Aluminiumlegierung Constellium Aheadd CP1 erweist sich als äußerst vorteilhaft, sowohl in wirtschaftlicher als auch in technologischer Hinsicht. Das Fraunhofer IWU hat spezielle Prozessparameter entwickelt, um die optimale Leistung der additiven Fertigungstechnologie sicherzustellen. Der CityBot, ein fortschrittliches Roboterfahrzeug, wird in Kürze im Deutsche Bank Park in Frankfurt am Main einem Praxistest unterzogen, um seine Leistungsfähigkeit und Funktionalität zu bewerten.
Die additive Fertigungstechnologie, insbesondere das Laserstrahlschmelzen, eröffnet eine neue Ära in der Herstellung hochwertiger Produkte. Von filigranen Implantaten wie Stents über effiziente Wärmeübertrager bis hin zu belastbaren Radträgern aus Aluminium – die Möglichkeiten sind vielfältig. Durch die LPBF-Technologie können diese Produkte in kleinen und mittleren Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt werden, während die Integration von Sensoren, Aktoren und Funktionswerkstoffen eine hohe Funktionalität und Anwendungsoptimierung ermöglicht. Kontinuierliche Forschungsarbeit und verbesserte Belichtungsstrategien tragen zur weiteren Verbesserung der Qualität der gedruckten Produkte bei und revolutionieren die Produktentwicklung in verschiedenen Branchen.
