MM3D - Generative Fertigung von Multi-Material-Leichtbaustrukturen und -Werkzeugsystemen

Koordinator

Dr. Michael Krahl (ILK)

Projektvolumen

k.A.

Laufzeit

06/2017 – 05/2020

Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe besitzen ein großes Leichtbaupotential und ermöglichen neuartige Bauweisen für ressourcenschonende Hightech-Produkte. Die intelligente Kombination solcher Faserverbunde mit klassischen Konstruktionswerkstoffen wie Metallen – das sogenannte Multi-Material-Design (MMD) – führt zur deutlichen Erweiterung des Anwendungsspektrums infolge der zielgerichteten Ausnutzung werkstoffspezifischer Vorteile. Das große Potential lässt sich jedoch nur dann wirtschaftlich nutzen, wenn geeignete effiziente Fertigungstechnologien für unterschiedliche Produktionsmengen zur Verfügung stehen.

Generative Verfahren bieten hier eine Lösung. Die auch unter dem Namen „3D-Druck“ bekannten additiven Technologien revolutionieren aktuell branchenübergreifend die Fertigungsindustrie. Allerdings ist es bislang nicht möglich MMD-Leichtbauteile, etwa eine Faserverbund-Metall-Hybridstruktur, generativ zu fertigen. Die traditionellen Polymer-3D-Druck-Verfahren generieren Bauteile mit begrenzten mechanischen Eigenschaften. So kann das erzeugte Bauteil zwar geometrisch, aber nicht eigenschaftskonform dargestellt und somit nicht im Einsatzfall getestet oder direkt belastet werden. Damit Unternehmen tatsächlich ohne kostenintensive Optimierungsschleifen ein MMD-Musterbauteil mit späteren Serieneigenschaften anbieten können, fehlen geeignete Methoden und Technologien zur kostengünstigen eigenschaftskonformen generativen Herstellung.

Das übergreifende Projektziel ist es daher, generative Fertigungstechnologien für Multi-Material-Leichtbaustrukturen mit anwendungsgerechtem strukturmechanischem Eigenschaftsprofil sowie zugehörige Werkzeugtechnologien an einem MM3D-Demonstrator zu erforschen und zu erproben.

Der CC Ost begleitet das Projekt seit der ersten Idee und wird im Rahmen des Projektes teamübergreifend die Strukturen und Abläufe für die Etablierung von wettbewerbsfähigen, unternehmensübergreifenden Entwicklungs- und Fertigungsvereinigungen zur Abbildung lückenloser regionaler Wertschöpfungsketten innerhalb einer „Shared Factory“ schaffen und exemplarisch erproben. Diese generische „Shared Factory“ soll zunächst etwa die Verwertung der Forschungsergebnisse gewährleisten und später etwa auch die unternehmensübergreifende Nutzung von Ressourcen und die Qualitätssicherung in einer Fertigungsvereinigung sicherstellen.

Die intelligente Zusammenführung der drei Technologiebereiche additive Fertigung, Herstellung von Faserverbundstrukturen und abtragende bzw. umformende Metallverarbeitung führt zur gemeinsamen MM3D-Kernkompetenz der „Generativen Fertigung für serientaugliche Multi-Material-Bauteilstrukturen“

 

Das Projekt »MM3D« wird von der Sächsischen Aufbaubank GmbH im Rahmen des Programmes „InnoTeam“ unterstützt.

Gefördert wird es durch die Europäische Union und den Freistaat Sachsen.