Gestalte Zukunft,

Steig’ ein in die Welt des Additive Manufacturings!

Du möchtest Dich in einem zukunftsweisenden Themenbereich spezialisieren? Erfosche gemeinsam mit uns das Additive Manufacturing: zum Beipsiel im Rahmen der Vorlesung, einer Abschluss­arbeit oder als wissenschaftliche Hilfskraft!

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Unsere Lehrveranstaltungen

In der Lehrveranstaltung „Additive Fertigungsverfahren: Technologien und Prozesse“ (AM I) erwirbst Du ein breites Grundlagenwissen und theoretisches Verständnis rund um das Thema Additive Manufacturing (AM) und sein Potenzial – beginnend bei den Lasertechnologien und optischen Systemen hin zu den einzelnen AM-Prozessschritten.

Im Rahmen der Veranstaltung lernst Du die einzelnen Bestandteile der gesamten AM-Prozesskette kennen und erfährst alles über die Funktionsweisen metallbasierter und kunststoffbasierter additiver Fertigungsverfahren. Dein Wissensschatz wird zusätzlich um die Themen verarbeitbare Werkstoffe sowie Prozessentwicklung und -überwachung erweitert. Darüber hinaus diskutieren wir konstruktive Grenzen, sodass Du nach Abschluss der Lehrveranstaltung in der Lage sein wirst, fertigungsgerechte Bauteile selbstständig zu konstruieren.

Die Inhalte werden in Übungen vertieft und innerhalb einer Laborführung erfahrbar gemacht.

Diese Verfahren werden im Rahmen der Vorlesung thematisiert:

  • Laser Powder Bed Fusion (LPBF)
  • Laser Metal Deposition (LMD)
  • Fused Filament Fabrication (FFF)
  • Selective Laser Sintering (SLS)
  • Stereolithografie

Im Rahmen der neuen Vorlesung Additive Fertigungsverfahren: Engineering und Design (AM II) komplettierst Du Dein Wissen zur Additive-Manufacturing-Technologie mit Input zu entwicklungs- und konstruktionsmethodischen sowie unternehmensorganisatorischen Themen. Wir diskutieren sowohl klassische als auch neuere Ansätze wie VDI2221, SCRUM oder Agile Produktentwicklung im Hinblick auf den AM-Produktentstehungsprozess. Anschließend erhältst Du Informationen über die zu berücksichtigenden Konstruktionsregeln sowie -methoden bei der AM-Bauteilauslegung. Dazu zählen Funktionsintegration, Topologieoptimierung und Gitterstrukturen. Zum Abschluss der Vorlesung erlernst Du Ansätze zur Bewertung von Business Cases und erfährst mehr über die Einordnung unternehmensorganisatorischer Tools wie PLM und ERP.

Zu Beginn des Reverse Engineering werden bestehende Bauteile vermessen. Aus den Messdaten werden CAD-Modelle abgeleitet. Reverse Engineering in Kombination mit additiven Fertigungsverfahren wird zum Beispiel dazu genutzt, Ersatzteile von Bauteilen zu fertigen, von denen keine Rohdaten mehr zur Verfügung stehen. In der Medizintechnik kann Reverse Engineering etwa dazu eingesetzt werden, patientenindividuelle Implantate oder Orthesen zu realisieren. Mittels Streifenlichtscanner lassen sich schnell die benötigten genauen Modelle erzeugen. Die auf diese Weise generierten Daten müssen jedoch oftmals nachbearbeitet werden. Nach diesem MTL nichts Neues mehr für Dich!

Das machst Du in diesem Labor:

  • Prinzipien des 3D-Scannens kennenlernen
  • Ein Objekt selbstständig mit industriellem Scansystem (Streifenlichtscanner) einscannen
  • Ein Programm zur Nachbearbeitung von Punktwolken und zur Erzeugung von STL-Dateien auf Basis einer C++-Bibliothek erstellen
  • Vertraut werden mit den Herausforderungen bei der Erstellung und Verarbeitung der mit einem 3D-Scanner generierten Modelle

Polymerverarbeitende Additive-Manufacturing-Verfahren, wie beispielsweise das Multi Jet Fusion (MJF), werden bereits gewinnbringend in der Serienfertigung eingesetzt. Als Rohstoff in vielen Additive-Manufacturing-Technologien, wie auch im MJF, wird Polymerpulver verwendet. Dieses Pulver kann sowohl lokal als auch global aufgetragen werden und so schichtweise zu einem Bauteil verschmolzen, bzw. gesintert, werden.

In diesem MTL betrachten wir insbesondere das pulverbettbasierte MJF-Verfahren, in dem das Polymerpulver schichtweise aufgetragen wird und während des gesamten Prozesses im Bauraum verbleibt. Während der Bauzeit ist das Pulver verschiedensten Einflüssen wie etwa Temperaturen von bis zu ca. 185 °C ausgesetzt. Dadurch tritt eine Alterung des Polymerpulvers auf, die die resultierende Bauteilqualität beeinflusst. Sie kann sowohl zu einer Verschlechterung der Oberflächenqualität als auch zu einer Reduzierung der erzielbaren mechanischen Eigenschaften führen.

 

Das machst Du in diesem Labor:

  • Kennenlernen der MJF-Anlage und des MJF-Prozesses
  • Betrachten und vermessen verschiedener Stadien der Pulveralterung
  • Darauf basierend bewerten, ab welchem Alterungsstadium ein Pulver nicht mehr verwendbar ist
  • festlegen, ab wann es einen signifikanten Einfluss auf die Bauteilqualität hat
  • Anwenden unterschiedlicher Pulveranalyseverfahren

Die Additive Fertigung (engl. Additive Manufacturing, AM) ermöglicht erstmals die (wirtschaftliche) Fertigung hochkomplexer Gitterstrukturen, die zum Beispiel in Leichtbauanwendungen eingesetzt werden können. Gitterstrukturen sind sehr feine Geometrien, mit Strebendurchmessern von < 300 µm. Aus diesem Grund erfordert die Herstellung solcher Geometrien eine besonders hohe Auflösung und Genauigkeit. In diesem MTL betrachten wir insbesondere die gesamte Prozesskette des Laser Powder Bed Fusion (LPBF), ein pulverbettbasiertes 3D-Druck Verfahren zur schichtweisen Verarbeitung von Metallwerkstoffen.

Der pulverförmige Werkstoff weist Pulverpartikelgrößen von ca. 15 – 45 µm auf. Beim anschließenden Aufschmelzen des Pulverwerkstoffs mittels Laserstrahlung ergeben sich naturgemäß Abweichungen von der computergenerierten Soll-CAD-Geometrie. Diese Abweichung ergibt sich im Wesentlichen durch die Ausbildung und die Größe des resultierenden Schmelzbades, das von verschiedensten Einflussfaktoren abhängig ist.

Das machst Du in diesem Labor:

  • Grundverständnis für AM, mit Fokus auf Metallwerkstoffe, erwerben
  • Gesamte LPBF-Prozesskette anhand des Beispiels Gitterstrukturfertigung durchlaufen
  • Tiefergehendes Verständnis der gesamten LPBF-Prozesskette erlangen:
    • CAD-Datei
    • Fertigungsprozess
    • Qualitätssicherung