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Additive Fertigung (3D-Druck)

Die additive Fertigung (generative Fertigung, 3D-Druck) ist eine Schlüsseltechnologie der Zukunft. Seit 2010 wurden kontinuierlich Know-how im Rahmen zahlreicher nationaler und internationaler F&E-Vorhaben aufgebaut sowie hochwertige Laborinfrastruktur für die additive Fertigung von technischen Bauteilen angeschafft.

Die Fragestellungen in den Forschungsaktivitäten liegen in der Konstruktion von additiv zu fertigenden Bauteilen, in der simulationsgestützten Topologieoptimierung, in der additiven Fertigung von Prototypen, Vor- und Kleinstserien inklusive Qualitätssicherung sowie in der Nachbehandlung additiv gefertigter Bauteile. Schwerpunkte bilden dabei die Realisierung und Qualifizierung von Bauteilen für Anwendungen in der Raumfahrt im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA und die Inline-Prozessüberwachung von additiven Fertigungsprozessen.

Aktuell bestehen Kooperationen und strategische Allianzen mit zahlreichen europäischen Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Universitäten, Wirtschaftsunternehmen und intermediären Organisationen im Bereich des 3D-Druckens.

Für die Abwicklung der F&E-Vorhaben steht ein Labor für die additive Fertigung sowie ein Open-Lab für das 3D-Drucken zur Verfügung.

Verfügbare Infrastruktur:

  • EOS-M280-Laserstrahlschmelzanlage für Metalle
  • EOS-M400-Laserstrahlschmelzanlage für Metalle
  • EOS-P396-Lasersinteranlage für Kunststoffe
  • Unterschiedliche 3D-Drucker basierend auf Fused Filament Fabrication (FFF)
  • div. CAx-Tools (Konstruktion und simulationsgestützte Topologieoptimierung)
  • FARO-Quantum-M-3D-Scanner
  • Horiba-LA-950-Laserdiffraktometer
  • Carbolite-Gero-GLO-210-11-Wärmebehandlungsofen
  • Alicona-Infinite-Focus-SL-Oberflächenprofilometer
  • Hitachi TM-1000 REM
  • Mechanische Werkstatt

Forschungsaktivitäten

  • Ad-Proc-Add

    Das CORNET Projekt zielt auf die systematische und umfassende Untersuchung additiv-subtraktiver Fertigungsprozessketten ab, um ein detailliertes Verständnis von Einflüssen und Abhängigkeiten von Parametern, Strategien und Randbedingungen in Bezug auf die Material- und Werkstückeigenschaften von additiv gefertigten und nachbearbeiteten Fallbeispiele in verschiedenen Anwendungen zu erlangen. Aufgabe von FOTEC ist die Entwicklung von Designrichtlinien der unterschiedlichen Fallbeispiele entlang der gesamte Prozesskette sowie deren Umsetzung.

  • HILP4D

    Das vom Land Niederosterreich geförderte Projekt zielt auf die Zusammenführung der komplementären additiven, 3-dimensionalen Fertigungsverfahren Laserstrahlschmelzen und Laser-Pulver-Auftragsschweißen zu einem neuartigen Produktionsprozess ab. Aufgabe von FOTEC ist neben der additiven Herstellung von metallischen Demonstratoren auch die Erstellung eines digitalen Zwillings.

  • MetGlass

    Ziel des ESA Projekts ist es, geeignete Methoden für die Herstellung von Bauteilen aus sogenannten metallischen Gläsern für Raumfahrtanwendungen zu ermitteln. FOTEC entwickelt Schweißparameter für das Laserstrahlschmelzen zur additiven Herstellung von Demonstratoren.

  • addmanu knowledge

    Im Rahmen des FFG Qualifizierungsnetzes sollen Themen wie neue Werkstoffe für additive Fertigung, neue Prozesse und Anlagen, neue Methoden in der Bauteilgestaltung und Konstruktion sowie die Umsetzung in neue Geschäftsmodelle und relevante Querschnittsthemen vermittelt werden. Aufgabe von FOTEC ist es, den Teilnehmern des Lehrganges Wissen im Bereich der additiven Fertigung von Bauteilen aus Metall zu vermitteln.

  • LILIAM

    Das EIT Projekt befasst sich mit der Einrichtung eines Schulungsprogramms in der additiven Fertigung, das sich an Bediener, Spezialisten, Ingenieure, Manager und neue Fachleute richtet, um den aktuellen Mangel an Spezialisten zu beheben, die in der Lage sind, die additive Fertigung über die gesamte Wertschöpfungskette zu nutzen.

  • TESAT - RF

    In diesem ESA Projekt wird an HF-Komponenten, welche additiv gefertigt werden geforscht. Ziel ist die Erhöhung der elektrischen Leistung durch neue verfügbare Geometrien, die Verkürzung der Fertigungs- und Lieferzeit durch höhere Integration und die Reduzierung von Volumen und Masse durch die Integration verschiedener Funktionen (elektrisch, thermisch, mechanisch) in einem Teil. Aufgabe von FOTEC ist die Überarbeitung des Designs sowie die additive Fertigung der Komponenten.

  • SpaceNDT

    Ziel dieses FFG Projektes ist die Erstellung eines Fehlerkatalogs für additiv gefertigte Polymermatrix-Verbundwerkstoffe und Multimaterialteile sowie die Vorhersage des Einflusses von Defekten auf die Lebensdauer mittels FEA-Simulation. FOTEC fertigt additiv Proben und ist unterstützend bei der Modellerstellung für ein Simulationsmodell tätig.

  • NanoPPU100

    In diesem FFG-unterstützten Projekt wird das Verbesserungspotential des von FOTEC entwickelten und von ENPULSION kommerzialisierten Indium Field Emission Electric Propulsion (FEEP) Triebwerks untersucht. Eine signifikante Erhöhung der Leistungsdichte erfordert die Entwicklung modifizierter Elektronik- und Wärmemanagementlösungen. Möglichkeiten zur Herstellung von Heatpipes mit einem additiven Herstellungsverfahren werden untersucht.

  • MFS

    Ziel dieses ESA-Projekts ist es, Konzepte zur Integration von Treibstoffspeicherfunktionen in (primäre) Satellitenstrukturen zu entwickeln und zu testen, sowie dabei fortschrittliche Fertigungstechniken wie die additive Fertigung zu berücksichtigen.

  • SME4ALM

    Ziel dieses ESA Projektes ist es, den additiven Herstellungsprozess mit einem Plasmalichtbogen zu demonstrieren wobei diese Technologie das Potenzial hat, metallische Bauteile in einer Größe von über einem Meter herzustellen. Die Aufgabe von FOTEC ist es, die geeigneten Parameter für die notwendige Wärmebehandlung zu entwickeln und das Bauteil sowohl duktil wie auch optisch zu vermessen.

  • INSTAF

    Die Zielsetzung des FFG Projektes ist die Entwicklung von komplexen Wärmetauschern sowie Spiegelstrukturen. Dabei sollen sich die Wärmetauscher durch eine höhere Leistungsdichte und die Anpassung der äußeren Kontur an das umgebende System auszeichnen. Die Aufgabe von FOTEC ist die Simulation der Strömung in den Wärmetauschern mittels CFD-Simulation sowie die additive Fertigung einzelner Demonstratoren.

  • NEOSAT Phase C

    Durch ihr NEOSAT-Projekt will die ESA Europas Raumfahrtindustrie zu einer besseren Wettbewerbsfähigkeit verhelfen. Mit der neuen Plattform für Kommunikationssatelliten könnten die Betriebskosten in der Umlaufbahn im Vergleich zu herkömmlichen Satelliten um bis zu 30 Prozent verringert werden. Aufgabe von FOTEC ist es, eine Halterung für ein Solarpanel additiv zu fertigen, wobei neben der Fertigung auch die konstruktive Auslegung und die FEM basierte Simulation im Vordergrund steht.

  • LBMcheck

    Ziel dieses FFG-Projektes ist es, für das Laserstrahlschmelzen (3D Drucken) von Metallen durch einer kombinierte photodioden- und kamerabasierten Schmelzbadüberwachung erstmals eine echte Qualitätssicherung während des Bauprozesses zu entwickeln. Die Aufgabe von FOTEC ist es einen Fehlerkatalog zu erstellen und darauf aufbauend Auswertealgorithmen zu entwickeln.

  • Mg-Bio ISOS

    Ziel dieses vom Land Niederösterreich geförderten Projekts ist es, personalisierte Implantate zu entwickeln, welche eine rasche Rehabilitation des Patienten ermöglichen sollen, wobei jedoch auch die Gesundheitsökonomie berücksichtigt wird. Aufgabe von FOTEC ist es, Demonstratoren für die praktischen Versuche hinsichtlich Haptik additiv zu fertigen.

  • AM4I

    Ziel dieses CORNET Projektes ist es, eine Qualitätssteigerung für additiv gefertigte Produkte gemäß den Anforderungen der Industrie zu erzielen. Die Aufgaben von FOTEC ist neben der additiven Fertigung von Demonstratoren auch das Provozieren und Evaluieren realistischer Fehler, welche beim additiven Fertigungsprozess auftreten können.

  • NEXTT

    In diesem EDA Projekt werden Wasserstoffspeicher für luftunabhängige Antriebe von Unterseebooten untersucht.

  • SEfAM

    Ziel dieses ESA Projekte ist die Erarbeitung und Evaluierung von Oberflächenbehandlungsmethoden für additiv gefertigte Bauteile aus Metallen. FOTEC fertigt additiv Demonstratoren, welche abhängig von den unterschiedlichen Nachbearbeitungsschritten hinsichtlich ihrer Oberfläche charakterisiert werden.

  • ALMFRF

    Ziel dieses ESA Projektes ist die Auslegung und Fertigung von Antennenbauteilen auf Satelliten für die additive Fertigung. Damit können die Bauteile wesentlich leichter, kompakter und ohne die bis heute notwendigen Verschraubungen hergestellt werden.

  • MH

    In diesem ESA-Projekt wird in Kooperation mit Prototech (Norwegen) und Thales Alenia (Frankreich) ein Wasserstoffspeicher für ein regeneratives Brennstoffzellen-System auf Satelliten entwickelt. FOTEC ist dabei zuständig für die Entwicklung des Wasserstoffspeichers.

Publikationen

Stelzer N., Sebald T., Hatzenbichler M., Bonvoisin B., Lubos B., Scheerer M. (2019): Properties of surface engineered metallic parts prepared by additive manufacturing. In: Proceedings of Metal Additive Manufacturing Conference (MAMC), SWE.
Buchmayr B., Panzl G., Walzl A., Wallis C., Hubmann R., Kitzmantel M. (2019): Results and Conclusions on Metallic Materials Made by AM within the Austrian Leader Project “addmanu”. In: BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte.
Kilian M., Hartwanger C., Schneider M., Hatzenbichler M. (2017): Waveguide components for space applications manufactured by additive manufacturing technology, IET Microwaves. In: Antennas & Propagation Journal, ISSN 1751-8733, UK.
Mozdzen G., Tesch A., Hubmann R., Palm F., Bayer S. (2016): Microstructural Characteristics and Stress Corrosion Cracking Behaviour of Scalmalloy Manufactured by Selective Laser Melting. In: Presented at ECSSMET 2016, 27 to 30 September 2016, Toulouse, France.
126 0 B6 A9705 p
104 0 B6 A9640 p

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