Das Metall-Laserstrahlschmelzen optimieren

Prof. Udo Jung (links) und Doktorand Andreas Kern bereiten eine Umlaufbiegeprüfmaschine für den Test einer Werkstoffprobe vor. (Quelle: TH Mittelhessen)

Wissenschaftler der Technischen Hochschule Mittelhessen gehen derzeit der Frage nach, wie sich das Metall-Laserstrahlschmelzen nutzen lässt, um tragende Leichtbaustrukturen für den Automobilbau herzustellen. Projektleiter ist Prof. Dr. Udo Jung vom Kompetenzzentrum für Automotive, Mobilität und Materialforschung. Die Friedberger Forscher arbeiten dabei mit der Firma Continental Engineering Services aus Frankfurt zusammen.

Beim Metall-Laserstrahlschmelzen werden Bauteile schichtweise aufgebaut. Für die ausreichende Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit der Bauteilstruktur ist die Materialbeschaffenheit in den Randschichten des Bauteils maßgeblich. Kontraproduktiv sind Gaseinschlüsse oder Fehler, wie beispielsweise nicht aufgeschmolzenes Pulver. Ziel der Forscher ist, durch geeignete Belichtungsstrategien Fahrzeugkomponenten zu fertigen, die im Randbereich die notwendige hohe Qualität aufweisen. Dadurch sollten sich im Umkehrschluss beim Laserstrahlschmelzen jener Kernbereiche, die eine geringere Qualität aufweisen dürfen, die Bauzeiten reduzieren und die Fertigungskosten senken lassen, ohne dass die Sicherheit des Bauteils dabei leidet.

Bisher sei das gezielte Einbringen derartiger gradierter Werkstoffeigenschaften Modifizieren des Fertigungsverfahrens über die Belichtungs- und Aufbaustrategie von Metallen nicht erforscht. Die Wissenschaftler hoffen, so das Metall-Laserstrahlschmelzen verbessern und für eine neue Fahrzeugtechnologie nutzen zu können. Das Verfahren könnte etwa für Komponenten der Radaufhängung wie Radträger und Dämpfer oder im Betrieb hochbelastete Motorhalter zum Einsatz kommen.

Das Vorhaben hat eine Laufzeit von vier Jahren und wird im Rahmen des Programms „Forschung an Fachhochschulen“ finanziert, zu dessen Zielen die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses gehört.

Bild oben: Ein Bremssattel, der mit der 3D-Druck-Technologie hergestellt wurde (Quelle: TH Mittelhessen)


Quelle und weitere Infos: Technische Hochschule Mittelhessen

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