ReGAT – Research Group on Additive Technology

Ansprechpartner Stephan Rosenthal, M. Sc.
  Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Ramona Hölker-Jäger (in Elternzeit)

Die Arbeitsgruppe „Research Group on Additive Technology“ (ReGAT) beschäftigt sich mit der Kombination aus Umformtechnik und additiver Fertigung. Dabei verfolgt die Arbeitsgruppe das Ziel, die Flexibilität und Gestaltungsfreiheit additiver Fertigungsverfahren im Kontext und vorteilhaft für die Umformtechnik zu nutzen. Aktuelle Forschungen beschäftigen sich mit der Entwicklung von additiv hergestellten Halbzeugen für die umformtechnische Weiterverarbeitung sowie der Nutzung additiver Fertigungsverfahren zur Werkzeugherstellung oder als Bestandteil der umformtechnischen Fertigungskette.

Das IUL verfügt über zwei additive Fertigungsmaschinen zur Herstellung metallischer Bauteile. Auf der einen Seite ein 5-Achs-Fräszentrum mit integrierter Einheit zum Laserpulverauftragsschweißen, welches die additive Fertigung und frästechnische Nachbearbeitung vereint. Damit lassen sich in einer Aufspannung Werkzeuge für die Umformtechnik zeit-, kosten- und materialeffizient und mit der Möglichkeit der Funktionsintegration herstellen. Dabei lassen sich Edelstahl und Werkzeugstahl additiv verarbeiten oder auch hybride Werkstoffkonzepte durch Materialmischungen umsetzen. Ebenso wurde die Fertigungsmaschine im Rahmen eines Forschungsprojektes um die Möglichkeit der inkrementellen Blechumformung erweitert. Somit ist es möglich, drei Fertigungsverfahren (umformtechnisch, additiv, subtraktiv) in einer Aufspannung zu vereinen und anwendungsspezifisch Bauteile herzustellen. Aktuelle Forschungsarbeiten, die im Zusammenhang mit der Lasertec 65 3D zu nennen sind, untersuchen neuartige Werkzeugkonzepte für die Umformtechnik. So werden Strategien erarbeitet, um den Treppenstufeneffekt bei aus Blechlamellen geschichteten Werkzeugen zu reduzieren (vgl. Kap. 2.4.3). Dies geschieht durch eine Kombination aus additiver Fertigung und umformtechnischer Nachbearbeitung durch oberflächliches Glattwalzen. So lassen sich schnell und kostengünstig auch komplexe Werkzeuge herstellen. Ein weiteres Grundlagenprojekt beschäftigt sich mit der Funktionalisierung additiv gefertigter Presshärtewerkzeuge mittels Glattwalzen (mit innenliegenden Kühlkanälen) (vgl. Kap. 2.3.7). Additiv gefertigte Werkzeuge werden umformtechnisch nachbearbeitet, um die Werkzeugoberflächen gezielt einzuebnen und die Materialeigenschaften lokal zu beeinflussen (Festigkeiten, Wärmeübergangskoeffizienten).

Die zweite additive Fertigungsmaschine verwendet das Selektive Laserstrahlschmelzen (SLM) als Fertigungsprozess. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung hochfunktioneller metallischer Bauteile im Pulverbett mit filigranen Geometriedetails. Aktuelle Forschungen in diesem Bereich beschäftigen sich mit der Auslegung von im Pulverbettverfahren hergestellten Sandwichhalbzeugen mit für die Umformtechnik optimierten Kernstrukturen (vgl. Kap. 2.4.1). Durch die nachgelagerte Umformung der Halbzeuge lässt sich die Produktivität der Prozesskette steigern.

Maschinen zur additiven Fertigung auf Basis von Metallpulver am IUL