IC7 - Easy Metal Printer (EMP)

Additive Verfahren bieten die Möglichkeit einer endkonturnahen Herstellung von Bauteilen mit lokal angepassten mechanischen Eigenschaften, die durch nachgelagerte Prozessschritte optimiert werden können. Dies führt zu einer doppelten Ressourcenschonung, einerseits durch eine Minimierung des Rohstoffeinsatzes für die Bauteilherstellung und andererseits durch die belastungsgerechte Bauteilfunktion.

Das Laserauftragsschweißen mit Draht ist eine Technologie aus dem 3D-Druck zur Fertigung von Bauteilen aus verschiedenen Metallen. Diese neue Technologie hat im Gegensatz zu anderen additiven Laserverfahren den Vorteil, dass das metallische Halbzeug in Drahtform zugeführt wird. Dadurch ist der Prozess deutlich günstiger und leichter zu handhaben als pulverbasierte Verfahren. Im Gegensatz zu anderen drahtbasierten Prozessen wird hier der Metalldraht koaxial zum Laserstrahl in das Schmelzbad gefördert, was entscheidende Vorteile hinsichtlich Richtungsunabhängigkeit und Kollisionsvermeidung mit sich bringt.

Ziele und Vorgehen

In diesem Projekt wird das Ziel verfolgt, die komplette Bearbeitung eines additiv gefertigten, funktionsintegrierten Bauteils zu optimieren, um endkonturoptimierte Bauteile wirtschaftlich und ressourceneffizient fertigen zu können. Dazu wird am innovativen koaxialen Laserdrahtauftragsschweißen gearbeitet. 

Eine hohe Zuverlässigkeit schon beim ersten Bauteil kann bei den etablierten Bahnplanungsverfahren nicht erreicht werden, da das komplexe Zusammenspiel vom Schmelzbad mit seiner Umgebung nicht mit vertretbarem Aufwand vorausberechnet werden kann. Gleichzeitig wird die Produktivität durch die Auftragsrate begrenzt, die durch die physikalischen beschränkte Wärmeleitfähigkeit der Metalle und somit dem beschränkten Wärmeübergang aus dem mit dem Laser erzeugten Schmelzbad in den Draht vorgegeben ist. Ziel dieses Projekts ist es, diese Einschränkungen anzugehen und die Anwendbarkeit und die Produktivität des Prozesses zu steigern.