Projekte

StaVari

Additive Fertigungsprozesse für komplexe Produkte in variantenreicher und hochfunktionaler Stahlbauweise (StaVari)

Programm: PDA Forschung für Produktion
Bekanntmachung: Additive Fertigung - Individualisierte Produkte, komplexe Massenprodukte, innovative Materialien (ProMat_3D)
Wettbewerb: Additive Fertigung - Individualisierte Produkte, komplexe Massenprodukte, innovative Materialien (ProMat_3D)

Kurzbeschreibung:
Das Ziel des Forschungsprojekts StaVari ist die Entwicklung einer durchgängigen Prozess-kette für die additive Fertigung von komplexen, variantenreichen und hochfunktionalen Pro-dukten aus innovativen Stahlwerkstoffen. Mit neuartigen Fertigungsstrategien soll eine mar-kante Produktivitäts- und Qualitätssteigerung erreicht werden. Für den Nachweis der indust-riellen Anwendbarkeit der angestrebten Lösungen wird prototypisch eine Fertigungszelle mit automatisierter Prozessüberwachung entwickelt.

www:
http://www.stavari.de

Projektdauer: 01.10.2016 − 30.09.2020

Projektkoordinator:
Dr. Martin Hillebrecht
EDAG Engineering GmbH - Abt. Simulationsgestützte Planung
Telefon: +49 661 6000-255
E-Mail: martin.hillebrecht@edag.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Mischa Leistner
Telefon: +49 721 608-31429
E-Mail: mischa.leistner@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Die Produktvielfalt in der Automobilindustrie und die zunehmende Funktionsdichte in Geräten der Medizintechnik stellen höchste Ansprüche an die einzusetzenden Werkstoffe. Bei der Materialwahl wird in beiden Branchen Stahl auf Grund seiner breiten Verfügbarkeit, günstigen Klimabilanz sowie guten mechanischen Eigenschaften favorisiert. Moderne hochfeste Stahlwerkstoffe können jedoch meist nicht individualisiert und werkzeuglos mittels additiven Laserverfahren im 3D-Schichtaufbau zu komplexen Produkten verarbeitet werden. Eine entsprechende Prozess- und Anlagentechnik muss hierzu entwickelt werden.

Das Ziel des Forschungsprojekts StaVari ist die Entwicklung einer durchgängigen Prozesskette für die additive Fertigung von komplexen, variantenreichen und hochfunktionalen Produkten aus innovativen Stahlwerkstoffen. Mit neuartigen Fertigungsstrategien soll eine markante Produktivitäts- und Qualitätssteigerung erreicht werden. Für den Nachweis der industriellen Anwendbarkeit der angestrebten Lösungen wird prototypisch eine Fertigungszelle mit automatisierter Prozessüberwachung entwickelt.

Ausgehend von praxisnahen Anforderungen aus dem Automobilbau und der Medizintechnik werden Material- und Herstellungskonzepte für das prozessgerechte Bauteildesign erarbeitet. Dazu werden Pulverwerkstoffe aus unterschiedlichen Stahlsorten mit bedarfsgerechten Werkstoffeigenschaften für die additive Verarbeitung qualifiziert. Der additive Fertigungsprozess mittels Laser wird für die Anwendung in der Serienfertigung entwickelt und in eine zu erarbeitende Prozesskette einschließlich nachfolgender Fertigungsschritte integriert. Darüber hinaus wird für die Herstellung komplexer Produkte die Eignung verschiedener Fügetechnologien untersucht. Die Potenziale dieser innovativen additiven Fertigungsprozesskette werden an Beispielanwendungen des Fahrzeugbaus und der Medizintechnik demonstriert.

Als Ergebnisse werden beispielhaft eine hochbelastbare, multifunktionale Fahrzeugstruktur und ein hochintegrierter Röntgengenerator mit einer angestrebten Gewichtsreduktion von bis zu 50 Prozent bei deutlich kleinerem Bauraum gefertigt. Diese aussagekräftigen Anwendungsbeispiele eröffnen ein breites Marktpotenzial für additive Fertigungsanlagen in weiteren stahlverarbeitenden Industriebranchen, wie dem Maschinen- und Anlagenbau. Eine Verbreitung der Ergebnisse erfolgt beispielsweise durch Messeaufritte, Publikationen sowie Standardisierungs- und Normierungsaktivitäten.

Publikationen

Deutschland druckt dreidimensional
Erscheinungsjahr: 2019
Beschreibung: Von der Hüftprothese über Windflügel bis zu Flugzeugturbinen – die Vielfalt an möglichen Anwendungen des industriellen 3D-Drucks ist beinahe grenzenlos. Jedoch stecken die Technologien für die sogenannte additive Fertigung vielfach noch in den Kinderschuhen. Die in der Broschüre vorgestellten Forschungsaktivitäten basieren auf den beiden Rahmenprogrammen „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ und „Vom Material zur Innovation“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Als Projektergebnisse werden neue Methoden, Werkzeuge, Verfahren, Anlagen, Materialien, Richtlinien, Leitfäden und Konzepte für die industrielle Einführung der additiven Fertigung erarbeitet. Die Erprobung der Ergebnisse erfolgt an konkreten Demonstratoren in Pilotbereichen mit Referenzcharakter. Die Möglichkeiten der internationalen Kooperation werden ebenfalls dargestellt. Die Broschüre kann auch über den Publikationsversand des BMBF bestellt werden, Bestell-Nr.: 31357.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Celina Gabber und Solvig Grünitz

+49 (0)721 608-25281
zentralessekretariat@ptka.kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu