Erläuterung:

Die additive Fertigung (AF) findet aufgrund der extrem hohen Gestaltungsfreiheit und der Möglichkeit einer Produktion vor Ort immer mehr Anwendung im industriellen Umfeld. Ein wesentlicher Nachteil bereits etablierter AF-Verfahren, wie dem selektiven Laserstrahlschmelzen oder dem konventionellen Laserauftragschweißen, sind die relativ langsamen Aufbauraten der zu erzeugenden Werkstücke. Aus diesen resultiert eine vergleichsweise zeit- und kostenintensive Fertigung bei größeren Stückzahlen.

Die neuartige Technologie des Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißens bietet aufgrund erheblich schnellerer Aufbauraten das Potential, die Prozesszeiten bei der additiven Fertigung signifikant zu reduzieren. Diese gesteigerten Aufbauraten werden beim Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen aufgrund sehr hoher Vorschubgeschwindigkeiten erreicht. Ermöglicht wird dies durch eine Fokusverschiebung der Laserstrahlquelle und des daraus folgenden Aufschmelzens des Pulvers in der Luft. Damit genügt ein deutlich kleineres Schmelzbad an der Bauteiloberfläche zur Verbindung von bereits in der Luft geschmolzenem Pulver und darunterliegendem Bauteil.

Die Anlage pE-3D der Firma Ponticon realisiert als einzige am Markt verfügbare Maschine die benötigten schnellen Aufbauraten durch signifikant erhöhte Vorschubgeschwindigkeiten. Sie erreicht lineare Vorschubgeschwindigkeiten von nahezu 200 m/min, insbesondere auch für Freiformflächen und nicht nur rotationsymmetrische Teile, womit der aktuelle Stand der Technik deutlich übertroffen wird. Die hohe Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht die geplanten Untersuchungen zur wirtschaftlichen Serienfertigung, die für das innovative wissenschaftliche Arbeitsprogramm des Projektes entscheidend sind. Die Anlage setzt eine Fokusverschiebung ein und ist somit in der Lage, das eingebrachte Pulver bereits in der Luft aufzuschmelzen. Durch die Fokusverschiebung und die extrem schnellen Vorschubgeschwindigkeiten eignet sich die pE-3D Anlage als einzige Maschine zur erheblichen Steigerung des Bauteildurchsatzes und somit einer wirtschaftlicheren Serienfertigung.

Die Kombination aus Fokusverschiebung und extrem hohen Vorschubgeschwindigkeiten ermöglicht eine hochpräzise Fertigung mit hoher Bauteilqualität bei gleichzeitig hohen Aufbauraten, welche essenziell für die erfolgreiche Durchführung des Forschungsvorhabens sind. Zudem stärken die außerordentlichen technischen Merkmale der pE-3D viele Potentiale für weitere Forschungsvorhaben, auch über das geplante Projekt hinaus, z. B. mit Blick auf die Kombination unterschiedlicher Werkstoffe.