Erforschung von Schweißprozessen für SLS-Bauteile

Großformatige SLS-Komponenten sind gefragt, ein limitierender Faktor ist aber nach wie vor die anlagenbedingte Bauraumgröße. Das Forschungsprojekt FAB-Weld befasst sich daher ab sofort mit dem „Fügen additiv gefertigter Bauteile mittels Schweißverfahren zur Individualisierung von Serienbauteilen“. Zur Optimierung von Schweißverfahren für Kunststoffe arbeitet der Lehrstuhl für Kunststofftechnik an der FAU, Erlangen, dabei mit mehreren Unternehmen, u.a. der FIT Additive Manufacturing Group, Lupburg, und BMW zusammen, gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung.

Als Spezialist für die additive Fertigung bringt die FIT Additive Manufacturing Group mit ihrer Tochter Sintermask ihre Expertise im Selektiven Lasersintern ins Projekt ein. Das SLS-Verfahren erlaubt die additive Fertigung von komplexen Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen. Im Vergleich zum Spritzgießen entfällt die Herstellung kostenaufwändiger Werkzeuge, so dass SLS interessante Möglichkeiten für die wirtschaftliche Fertigung von Klein- und Kleinstserien mit hoher Geometriefreiheit sowie von individualisierten Bauteilen bietet.

Das Forschungsprojekt FAB-Weld sucht nun nach Lösungen, den Nachteil der Größenbeschränkung durch speziell optimierte Schweißverfahren auszugleichen. Kundenspezifische SLS-Bauteile mit Standard-Spritzgießteilen zu Baugruppen zu fügen, erfordert eine hochfeste und mediendichte Anbindung. Aber auch stabile SLS-SLS-Verbindungen sind für großvolumige und modulare Komponenten wichtig. In Frage kommende Verfahren sind die thermischen Fügeverfahren des Vibrations- und des Infrarotschweißens. Anhand von bei FIT hergestellten Proben sollen mechanische Kennzahlen für die jeweiligen Schweißprozesse ermittelt und SLS-Bauteile durch die im eigenen Haus vorhandenen Verfahren wie optisches Scannen (GOM) und CT-Scannen vermessen werden. Das Projekt ist auf eine Laufzeit von drei Jahren angelegt.

Christian Wiesner, Projektbeauftragter bei der FIT, betont den Stellenwert des Forschungsziels: “Es gibt noch keine Erkenntnisse zu mechanischen Beanspruchungen beim hochfesten Schweißen von SLS-Teilen, so dass wir ganz grundlegend die Zusammenhänge des Fügens an sich erforschen. Das Ergebnis wird einen Sprung nach vorne für den gesamten Bereich der Additiven Fertigung mit SLS bedeuten.”

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