RAMFLICS - Robuste Additive Fertigung von funktionalen, leichten, integrierten und anpassbaren Metall-Strukturbauteilen

Laufzeit (von-bis):
01.10.20.23 – 31.03.2025

Förderprogramm:
2 +2 Projekte zum Schwerpunktthema „Additive Fertigung“ im Rahmen des IGSTC – Indo-German Science and Technology Center

Förderträger:
DLR Projekträger

Geldgeber:
BMBF

Fördervolumen:
150.091,19 €

Beschreibung:Leichte Hochleistungskomponenten wie Motor- und Batteriegehäuse erfordern für die effiziente Konstruktion von Elektrofahrzeugen die Montage mehrerer Teile mit komplexer Geometrie. Eine innovative Konstruktion zur Verringerung der Bauteilanzahl ohne Beeinträchtigung der gewünschten strukturellen, thermischen und mechanischen Eigenschaften wird vorgesehen, ist aber durch die Möglichkeiten der traditionellen Verfahren begrenzt. Mittels „3D-Drucken“, additive Fertigung mit dem Metall-Schutzgas-Schweißen (WAAM – Wire Arc Additive Manufacturing), ist es möglich die Anzahl der Teile durch zusätzliche Strukturen auf Guss- oder Strangpressteile zu reduzieren. Dabei werden Geometrien schichtweise auf ein konventionell hergestelltes Grundbauteil mittels WAAM aufgetragen, die den Grundkörper in verschiedenen Funktionen wie z. B. Lagerungen, Kühlfunktionen und Befestigungen erweitern. Dabei ist eine präzise Regelung des WAAM-Prozesses erforderlich, um strukturell fehlerfreie und maßhaltige Bauteile mit bekannten Materialeigenschaften herzustellen.

Das Vorhaben zielt auf das WAAM-basierte Drucken von dreidimensionalen Strukturen auf gegossene / stranggepresste Aluminiumlegierungen, um deren Funktionalität zu erweitern. Es wird ein umfassendes „in-situ“ Überwachungs- und Prozessregelungssystems sowie computergestützte Modelle zur Vorhersage der Struktur, Eigenschaften, Eigenspannungen und mechanisch technologischen Eigenschaften entwickelt. Der Nachweis der verbesserten und erheblich erweiterten Eigenschaften erfolgt in Demonstratoren. Diese Demonstratoren werden Standardtests unterzogen, um ihre Eigenschaften für die weitere Vermarktung und Massenproduktion zu prüfen. Die Aufgaben werden von allen Partnern systematisch durchgeführt, um die Reproduzierbarkeit der entwickelten Technologie und die Erreichung der Gesamtziele zu gewährleisten.

• 3D-Drucken von maßgeschneiderten Leichtbau-Funktionsmerkmalen der komplexen Formen wie Flossen und Flansche, Stege und Rippen, dünnwandige Versteifungen und Legierungen auf Guss- und stranggepressten Teilen zur Verbesserung des Designs und Funktionalität sowie Reduzierung der Anzahl der Teile durch Hybridfertigungsverfahren
• Untersuchung des Einflusses der Prozessparameter auf die Abmessungen, Struktur, Eigenschaften und Defekte bei gedruckten Teilen im Klein- und Teilmaßstab durch „in-situ“ Prozessüberwachung und computergestützte Modelle
• Entwicklung robuster rückkopplungsgeregelten Prozessabläufe für die fehlerfreie Fertigung der Teile
• Inspektion der geruckten Komponenten in Bezug auf gewünschte Form, Struktur und Leistungen
• Prüfung der Machbarkeit der Kommerzialisierung der entwickelten Technologie

Kooperationspartner:
IPK Fraunhofer

Kooperationspartner:
Gefertec

Kooperationspartner:
IIT Bombay

Kooperationspartner:
IIT Mardas

Kooperationspartner:
Hindalco Adityabirla

Sponsored by
2 + 2 projects on the priority topic “Additive Manufacturing" within the framework of the Indo-German Science IGSTC