Projektbeispiele

Schon geschafft.

 

Basisvorhaben
Alternativtext des Bildes

Projekt AGENT-3D_Basis

Das im Herbst 2015 begonnene Basisvorhaben stellt eine wichtige Brückenfunktion zwischen dem laufenden Strategievorhaben AGENT-3D_Strategie und den Technologievorhaben dar. Aus den im Strategieprozess gewonnenen detaillierten Ergebnissen einer Umfeldanalyse werden in AGENT-3D_Basis gesellschafts- politische, volks- und betriebswirtschaftliche sowie technologische und rechtliche Rahmenbedingungen definiert als auch Möglichkeiten zur positiven Beeinflussung derselben aufgezeigt. Dabei erarbeitet AGENT-3D_Basis wichtige Grundlagen- erkenntnisse mit im Schwerpunkt interdisziplinärem Charakter, die nachfolgend in den Verbundvorhaben Anwendung finden. Fünf Themenfelder werden dabei adressiert.

Messzentrum und Prüfzentrum des Fraunhofer
© Fraunhofer IWS Dresden

Mess- und Prüfzentrum

Durch den Aufbau eines Mess- und Prüfzentrums für additiv-generativ gefertigte Bauteile bei den Verbundpartnern Technische Universität Dresden und den Fraunhofer-Instituten IWS, IPK und IWU ist ein kontinuierlicher Aufbau von Expertenwissen in der Prüf- und Messtechnik von additiv-generativ gefertigten Bauteilen sichergestellt, der über die gesamte Projektlaufzeit von AGENT-3D weiter vorangetrieben wird. Die beantragten Geräte ergänzen die an den beteiligten Forschungseinrichtungen bereits vorhandenen Mess- und Prüftechniken. Die Gerätetechnik und die Expertise kann von allen Konsortialpartnern genutzt werden.

 

 

 

Strategievorhaben
AGENT-3D_Strategie II bewilligt
© Fraunhofer IWS Dresden

AGENT-3D_Strategie I + II  (abgeschlossen)

Das Gesamtziel des Vorhabens AGENT-3D_Strategie II besteht in der Fortschreibung der im Rahmen des Strategieprojekts des AGENT-3D-Vorhabens erarbeiteten wissenschaftlichen, technischen, organisatorischen und ökonomischen Roadmap. Grundlage der Strategiefortführung sind die vorab abgeleiteten visionären Zielfelder und deren Übersetzung in technisch machbare Zwischenziele. Das Vorhaben dient dazu, Entscheidungsgrundlagen für die Anpassung der Strategie vorzubereiten, über die dann durch den erweiterten Vereinsvorstand (Strategierat) in Abstimmung mit dem wissenschaftlichen Beirat entschieden wird. Ergebnisse der strategischen Vorhaben sind die umfangreiche Roadmap für das Gesamtvorhaben, deren Weiterentwicklungen sowie eine nationale und internationale Wettbewerbsanalyse.

Agent strategie

 

 

 

Innovationsmanagementvorhaben
AGENT-3D_Strategie II bewilligt

AGENT-3D_Management

Das Ziel des Projekts ist die Umsetzung der Strategie des innovativen Verbundes koordinierend und kommunikativ zu begleiten sowie Dienstleistungen für die Mitglieder zu erbringen. Das Vorhaben ist verzahnt mit den parallel laufenden Projekten, indem es Informationen aus den Strategievorhaben bereitstellt und somit die strategischen Entscheidungsfindungen innerhalb der Basis- und Technologievorhaben vorbereitet. Die gemeinsame FuE wird durch die Weitergabe von Vorhabenergebnissen, Vernetzungspunkte und Schnittstelle zwischen den Vorhaben gefördert. Das Kompetenzmarketing dient der Veröffentlichung der entwickelten, innovativen FuE-Ergebnisse in Öffentlichkeit und Fachkreisen. Das Vorhaben stellt somit den operativen Unterbau des Gesamtvorhabens AGENT-3D dar, für den neben einer Unterstützung durch öffentliche Beihilfen eine Eigenbeteiligung der Konsortialmitglieder notwendig ist (anhand des Vereins AGENT-3D e.V.).

 

Technologievorhaben
Messzentrum und Prüfzentrum des Fraunhofer

Technologievorhaben CastAutoGen

Das Technologievorhaben „Entwicklung einer hybriden Fertigungsprozesskette Gießen-Generieren für automobile Anwendungen“ (CastAutoGen) hat die Entwicklung und industrielle Einführung von Abläufen zur neuartigen, kombinierten Fertigung aus Gießen und additiv-generativen Verfahren für Anwendungen insbesondere im Automobil- und Fahrzeugbau zum Ziel, wobei die zu erarbeitenden technologischen und werkstoffwissenschaftlichen Grundlagen auch auf andere Industriebereiche, wie z. B. die Luftfahrt oder den Maschinenbau, übertragen werden können. Anwendung finden die Forschungsergebnisse in zwei Demonstratoren: Zum einen sollen additiv-generativ gefertigte Komponenten in und an das Druckgussbauteil formschlüssig oder bei gleichen Werkstoffen stoffschlüssig integriert werden, zum anderen funktionale Geometriebereiche auf ein Druckgussbauteil aufgebaut werden.

AGENT-elF
© Fraunhofer IWS Dresden

Technologievorhaben AGENT-elF

Das Projektziel von AGENT-elF („Additive Fertigungstechnologien zur Integration elektronischer Funktionalitäten“) besteht in der generativen Fertigung dreidimensionaler Bauteile mit integrierten elektrischen sowie Wandlerfunktionalitäten als Multimaterialsysteme in einer Anlage bzw. in einem geschlossenen Prozess. Im Ergebnis entstehen bisher nicht oder nur sehr aufwändig herstellbare Werkstoffverbunde, in die je nach Anforderung sensorische Elemente integriert werden können. Als flexibel einsetzbare und robuste generative Herstellungstechnologie bietet sich der Dispenserdruck für die Integration elektrischer Funktionalitäten an. Basierend auf dieser Technologie erfolgt die Entwicklung einer Gesamtanlage für die gesamte Prozesskette. Für drei ausgewählte Anwendungen („Gedruckte Leiterbahn“, „Sensoren und Wandler‘“ und „Thermoelektrik“) werden erste Labordemonstratoren herstellbar.

Technologievorhaben EXPERTEB

Das Technologievorhaben „Expertensystem für das Design und die Fertigung von Endoprothesen mittels Electron Beam Melting“ (EXPERTEB) hat sowohl die Automatisierung, als auch eine verbesserte Nutzerunterstützung zur Beschleunigung und Vereinfachung des Herstellungsprozesses für patientenindividuelle Endoprothesen, auch als Voraussetzung der darüber hinaus anvisierten Modelloptimierung, zum Ziel. Individualendoprothesen ermöglichen einen optimalen Fit bei gleichzeitig größtmöglichem Erhalt des bestehenden Knochenmaterials unter Beachtung individueller anatomischer Gegebenheiten. Außerdem soll durch ein biomechanisch optimal ausgelegtes Implantatdesign die aseptische Lockerung verringert werden.

FunGeoS
© Fraunhofer IWU Dresden

Technologievorhaben FunGeoS

Das Technologievorhaben „Funktionale Geometriestrukturen – Konstruktionsprinzipien für die additiv-generative Fertigung“ (FunGeoS) hat die Entwicklung und industrielle Einführung von additiv-generativ gefertigten Funktionsstrukturen für mannigfaltige industrielle Anwendungen mit angepassten funktionalen Anforderungen an die erzeugten Strukturen zum Ziel. Die gefertigten geometrischen Strukturen sollen neuartige Funktionen, wie extreme Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse bei optimiertem Kraftfluss, exzellenten Wärmetransport, Filterung und integrierte Ver- und Entsorgung gasförmiger und flüssiger technischer Medien, wie Druckluft oder Schmierstoff, an Wirkstellen ermöglichen. Im Vorhaben sollen grundsätzlich alle denkbaren sowie zweckmäßigen Ausprägungen und Typen von funktionalen Strukturen Berücksichtigung finden wie z.B. zum Beispiel Mikrostrukturen, Regelgitter-/Fachwerkstrukturen, homogene, gradierte und auxetische bzw. lokal variierte Strukturen, Makrostrukturen einschließlich bionischer oder Strukturen mit optimierter Topologie. mehr

Messzentrum und Prüfzentrum des Fraunhofer

Technologievorhaben Hybrid+

Das Gesamtziel des Projektes "Simulationsbasierte Qualifizierung hybrid hergestellter Bauteile für die Serienfertigung" (Hybrid+) ist die Erstellung eines umfänglichen und präzisen Modells zur Beschreibung und zielgenauen Parametrierung des hybriden Laser-Pulver-Auftragschweißens, wobei es gilt die Qualitätssicherungsketten bereits vor der Fertigung durch ein für Defekte vorhersagefähiges Prozessmodell engmaschiger zu gestalten und den Prozess durch geometrieangepasste Verfahrensstrategien zu optimieren. Ausgehend von zwei Düsengeometrien soll der düsenspezifische Einfluss auf die Bauteilqualität im hybriden Fertigungsprozess untersucht werden. Ziel ist es, thermisch-induzierte Spannungen und Verzerrungen zu minimieren und dabei den Zusammenhang mit Auftragsraten, Energieeinträgen, Wechseln zwischen subtraktiver und additiver Fertigung, und der Prozessgeschwindigkeit zu untersuchen. Die Forschung wird an einer Hybridanlage absolviert, die das generative Laser-Pulver-Auftragschweißen in eine vollwertige 5-Achs-Fräsmaschine integriert.

Technologievorhaben IMPRoVe

Im Zentrum des Technologievorhaben „Innovative Materialien, Anlagen und Prozesse durch die Überwindung von Verfahrensgrenzen in der additiven Fertigung“ (IMProVe) steht der Lösungsansatz der Hybridfertigung. Ausgehend von der ursprünglichen und in der Roadmap 2.0 beschriebenen AGENT-3D-Zielstellung sollen Hindernisse überwunden werden, damit zukünftig Kosten- und Produktivitätsrestriktionen minimiert oder eliminiert, sowie die erhebliche Erweiterung des industriell relevanten Anwendungsgebietes von additiven Verfahren vorangetrieben werden. Die Kombination von additiver Fertigung auf konventionell oder additiv hergestellten Halbzeugen wird am Beispiel repräsentativer Industriedemonstratoren entwickelt und hinsichtlich derer Potentiale und Restriktionen technisch und wirtschaftlich bewertet.

Technologievorhaben multiBeAM

Ziel des Technologievorhabens „Multimaterialbearbeitung mittels Additive Manufacturing“ (mulitBeAM) ist Herstellung vollkommen neuer Multimaterial-Bauteile in den Kombinationen Metall-Metall, Metall-Keramik, Keramik-Keramik/Kunststoff. Generative pulverbett- und düsenbasierte Verfahren (z. B. Lasergenerieren, Selektives Laser Schmelzen, 3D-Druck) werden systemtechnisch neu gestaltet, um die Materialzusammensetzung und damit deren Eigenschaften über das gezielte prozessnahe Mischen verschiedener pulver-, drahtförmiger sowie pastöser Komponenten während der Bearbeitung variieren zu können. Unumgänglich sind Multimaterialkonzepte für die Hochtechnologiesektoren Luft /Raumfahrt, Energie, Optik und Medizintechnik, die alle mit unterschiedlichsten Anwendungen von individualisierten chirurgischen Instrumenten und Dentalimplantate bis zur nächsten hocheffizienten Turbinen-/ Triebwerksgeneration in Projekt vertreten sind.

Messzentrum und Prüfzentrum des Fraunhofer

Technologievorhaben QualiPro

Das Vorhaben „Qualitätsmanagement für die sichere und robuste additive Produktion“ (QualiPro) hat zum Ziel, die Zertifizierung der additiven Technologien vorzubereiten und zu vereinfachen. Dabei werden die Markt- und Unternehmensanforderungen zur Reduzierung der Durchlaufzeit, Erhöhung der Flexibilität, Steigerung der Maschinenverfügbarkeit, Steigerung der Performance und Prozessfähigkeit berücksichtigt. Weiterhin betrachtet werden die Faktoren Kosten, Zeit, Qualität, Produktivität und Flexibilität. Das Vorhaben untersucht dabei die additive Fertigung im Pulverbett. Schwerpunkt ist das Laser-Strahlschmelzen. Zudem wird die Übertragbarkeit auf das Laser-Sintern geprüft. Die zwei Hauptziele des Vorhabens sind die Entwicklung eines Qualitätsmanagementsystems sowie die durchgängige Datenaufnahme entlang der additiven Prozesskette und Auswertung dieser.

Messzentrum und Prüfzentrum des Fraunhofer

Technologievorhaben TopoGross

Das Forschungsvorhaben „Additiv-generative Herstellung topologieoptimierter Großbauteile“ (TopoGross) hat die Weiterentwicklung der Fertigung und damit moderne Leichtbaukonzepte für industrielle Anwendungen mit kleinen Losgrößen zum Ziel. Es adressiert einen grundlegenden Schlüsselfaktor für die erfolgreiche industrielle Anwendung additiv-generativer Fertigungsverfahren in Kombination mit bekannten Großserienprozessen. Die Innovation besteht darin, Bauteile durch konventionell nicht oder nur sehr aufwendig herstellbare Bereiche zu erweitern. Beispielhaft dafür ist die additiv-generative Fertigung topologieoptimierter Versteifungselemente auf großflächigen Bauteilen mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen. Untersuchungsgegenstand bildet ein Seitenwandfeld mit speziellen Strukturen, das Fahrzeuge sowohl wirtschaftlicher, als auch durch den Entfall von gestalterischen Zwängen attraktiver werden lässt.

Weitere Technologievorhaben in Planung:

  • 3D-Osseo-Distrakt
  • AutoPust
  • HERTZ
  • MikroDent
  • NiTeTa
  • Toolprint