Universität Paderborn leitet Forschungsprojekt: Multimaterial für 3D-Druck

Das europaweite „MADE-3D“ Projekt wurde ins Lebens gerufen. Gefördert wird es mit knapp 6,7 Millionen Euro im Rahmen des Horizon Europe 2022 Programms der Europäischen Union. Das Konsortium besteht hierbei aus internationalen Experten, die Spannweite reicht von Universitäten wie der leitenden Universität Paderborn bis hin zu etablierten Unternehmen im Bereich des 3D-Drucks – hier kann SLM Solutions als Beispiel genannt werden. Weitere interessante Projektpartner sind unter anderem das Fraunhofer Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV und  das Swiss Centre for Electronics and Microtechnology CSEM. Ziel des Projekts ist es, Multimaterial Teile für den 3D-Druck zu erforschen. Wie der Name schon sagt, werden hierbei mehrere Materialien zur gleichen Zeit für die additive Fertigung verwendet.

Projektkoordinator Prof. Dr. Thomas Tröster, Vorsitzender des Instituts für Additive Fertigung an der Universität Paderborn, erklärte: „Die Multimaterial-Fertigung durch 3D-Druck steckt derzeit noch in den Kinderschuhen. Die fehlenden Materialkombinationen sind die größte Herausforderung, die den Durchbruch dieser Technologie behindern. Durch ‚MADE-3D‘ soll sie einen großen Sprung nach vorne machen“. Weiter führte Prof. Dr.-Ing. habil. Mirko Schaper, Inhaber Lehrstuhls für Werkstoffkunde (LWK) an der Universität Paderborn und Co-Leiter des Projekts, fort: „Unser Ziel ist es, durch die Projektergebnisse eine erhöhte Prozesssicherheit und -geschwindigkeit in der additiven Multimaterial-Fertigung zu erreichen und damit diese innovative Technologie weiter zu industrialisieren“. Es ist zudem zu erwarten, dass die ersten Ergebnisse in einem halben Jahr vorliegen werden.

Bild: Universität Paderborn

Zum jetzigen Stand werden Materialien für die additive Fertigung hauptsächlich auf Basis von Experimenten entwickelt, was viel Zeit und Geld kostet. Aus diesem Grund entwirft das Team die Materialien mithilfe eines systematischen Computerprogramm. In diesem werden gewünschte mechanische und chemische Attribute berücksichtigt. Anschließend wird innerhalb von ein paar Wiederholungen eine Kombination für jedes gewünschte Multimaterial erstellt. Mit dieser Methode wird die Dauer der Entwicklungszyklen verkürzt. Bei der verwendeten Methode zur Herstellung des Multimaterials handelt es sich entweder um das Laserschmelzen (LPBF) oder um das Direct Energy Deposition (DED).

Was Anwendungsbereiche angeht, so soll die Methode unter anderem in der Automobilbranche verwendet werden. Hier soll der magnetische Fluss von Elektromotoren verbessert werden, wodurch eine höhere Leistung ermöglicht wird. Ebenfalls wird die Innovation im Bereich der Luft- und Raumfahrt getestet. So soll das Gewicht von Teilen künftig auf die Hälfte des aktuellen Gewichts reduziert werden, indem leichteres und weniger Material verwendet wird. Dies spart nicht nur Kosten, sondern trägt auch zu einem nachhaltigeren Prozess bei, da das genutzte Material fast vollständig (bis zu 99%) recycelt werden kann. Mit Blick auf die Zukunft lässt sich sagen, dass die Schlussfolgerungen des Projekts ebenfalls in weiteren Branchen wie z.B. der Medizin oder Energie angewendet werden sollen. Um mehr über das Forschungsprojekt zu erfahren, klicken Sie HIER.

Für das Forschungsprojekt wurden internationale Partnerschaften geschlossen (Bild: Universität Paderborn)

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*Titelbildnachweis: Harvard