Neue Freiheitsgrade und Möglichkeiten in der Formgebung
Das Grundprinzip der additiven Fertigung, der schichtweise Aufbau, eliminiert viele Einschränkungen bezüglich der Formgebung. Im Gegensatz zu den etablierten Fertigungsmethoden ermöglicht dies, Strukturbauteile nicht mehr nur als »Einheitsstruktur« auf den Worst-Case-Lastfall auszulegen, sondern das variantenabhängige Leichtbaupotential voll auszunutzen.
Maßgeschneiderte Aluminiumwerkstoffe für die Automobilindustrie
Die derzeit verwendeten Aluminiumlegierungen sind im Allgemeinen nicht für einen speziellen Einsatzzweck maßgeschneidert und schöpfen somit das Kosten- sowie Gewichtsreduktionspotential nicht aus. Zudem ist der optimale Simulationsansatz noch Gegenstand aktueller Forschung.
In Kooperation mit MAGMA entwickeln wir neue Simulationsansätze für die dabei auftretenden, extrem schnellen Phasenumwandlungen und Erstarrungsprozesse sowie den sich daraus ergebenden Materialgefügen. Zur Vorhersage des Verzugs berücksichtigen wir alle relevanten Längen- und Zeitskalen. Das heißt es werden besonders einbezogen:
- die Details des Pulvers sowie des Schmelzbads in der Nähe des Lasers
- die Auswirkungen des punktförmigen Wärmeeintrags durch den Laser auf die Eigenspannungs- und Temperaturverteilung im gesamten Bauteil
Wir entwickeln eine simultane Mehrskalenmethode, die das Bauteil in ein Nah- und Fernfeld unterteilt und – an die lokalen physikalischen Gegebenheiten angepasst – modelliert und diskretisiert.