Forum Neues in AM I

DIENSTAG, 05. Mai 2020

Ort: CongressCenter, 3. OG, Panoramasaal

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08:30 - 09:30
Check-In
09:30 - 09:45
Begrüßung Carl-Zeiss Saal
09:45 - 10:15

tba

Keynote 1 - Ferrari
Davide Abate & Giovanni Bulgarelli | Ferrari
10:30 - 11:15

Das etablierte Einsatzgebiet von additiv gefertigten Bauteilen aus Metall- und Polymerwerkstoffen hat sich in den letzten Jahren von den durch Einzel- oder Kleinserie geprägten Industriezweigen wie der Luft-und Raumfahrt auf die sich durch Großserienfertigung auszeichnenden Branchen wie dem Automobilbau erweitert. Insbesondere im Bereich der Sport- und Supersportwagen kommt die Technologie immer stärker zum Einsatz, sodass profitable Stückzahlen im Bereich von jährlich 5.000 Einheiten im Automobilbau erreicht werden. Dies ist zum einen durch cleveres, auf Kostenoptimierung getrimmtes Design und dem damit verbundenen herausragenden Leichtbaupotenzial, zum anderen aber auch der zunehmenden Stabilisierung und Optimierung der Fertigungsprozesse geschuldet. Aktuelle Entwicklungen geben einen Einblick welche Potentiale sich im Automobilbereich heben lassen.

Dieser Vortrag zeigt anhand von Beispielen und Projekten auf, wie die Herausforderungen der Technologie angegangen werden können um zu einer profitablen Serienproduktion in der Automobilbranche zu gelangen.

Keynote 2 - Fraunhofer
Prof. Dr.-Ing. Claus Emmelmann | Fraunhofer IAPT

Prof. Dr.-Ing. Claus Emmelmann

11:15 - 12:00

Additive Fertigung, kurz AM, nimmt zunehmend eine Schlüsselfunktion quer durch alle Unternehmensgrößen und Industriebereiche ein. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und hängen nicht zuletzt von den unterschiedlichen konzerninternen Anforderungen sowie der zu berücksichtigenden Normengrundlage des jeweiligen Industriezweiges ab.

Die Schienenfahrzeugindustrie gleicht in vielen Anwendungsfällen einer industriellen Fertigung mit Manufakturcharakter. In diesem Vortrag wird anhand von Praxisbeispielen aufgezeigt, wie in diesem Spannungsfeld die Stärken von AM eingesetzt und aus Prototypen zur Designvalidierung Serienbauteile werden können. Fokussiert wird weiterhin, welche Chancen entstehenkönnen, wenn von Beginn an additive gedacht wird und entsprechende Designrichtlinien berücksichtigt werden.

Ein letzter, aber bedeutender AM Anwendungsbereich resultiert aus dem Alter vieler Schienenfahrzeuge von bis 50-60 Jahren: Service, Obleszenz (nicht mehr verfügbare) und überarbeitete Bauteile. Durch den Einsatz von AM kann hier schnell auf zuvor genannte Probleme reagiert werden und das bei Losgröße 1.

Keynote - Bombardier
André Bialoscek | Bombardier Transportation

After graduating his Master of Enginnering in mechanical engineering and renewable energy studies in Berlin, André Bialoscek has been working for Bombardier Transportation in various positions and functions since 2011.

Since 2018 he is Head of Vehicle Physical Integration as part of the New Vehicle Construction branch at Bombardier’s site in Hennigsdorf and the main tasks is delivering final products to clients. The responsibility includes cab-interior and exterior rail parts as well as electrical and piping integration to be able to provide the best possible final vehicle to customers.

Based on that and to speed up the production of rail parts, specifically customized parts he is working with Additive Manufacturing for new trains, service and obsolescence topics.

12:00 - 13:30
Mittagspause & Besuch der Fachmesse
Session 1: Metall/Verfahren - CongressCenter, 3. OG, Panoramasaal
13:30 - 14:00

In 2018, the global metal Additive Manufacturing market size is valued at EUR 1,51 billion including system, material and service sales. Over 50 % of the market volume is driven by the revenue of the system suppliers. At the end of 2018 almost 8,000 metal Additive Manufacturing machines were installed. The ranking is led by Powder Bed Fusion with a total market share ratio of 90 %. This market share is expected to drop due to today’s investments into DED and sinter-based technologies such as Binder Jetting. Until 2023, users plan to invest into over 1,500 systems that are based on Metal FDM or Binder Jetting.

While those new metal AM technologies already exhibit significant technology maturity, there is a group of emerging technologies, that are expected to reach industrial maturity within the next 5 years. Among the companies developing these technologies are startups like Digital Alloys, Xjet and Headmade Materials as well as larger corporations such as Xerox. They each independently developed unique metal Additive Manufacturing principles which are introduced and discussed in this presentation. 

Matthias Schmidt-Lehr | Ampower GmbH & Co. KG

 

 

14:00 - 14:30

Ein neuer Meilenstein in der Additiven Fertigung von Metallbauteilen ist der Headmade Materials GmbH mit der neuen Cold Metal Fusion Technologie gelungen, die als erste Technologie vollständig in bereits existieren PM-Fertigungslinien integrierbar ist. Die Cold Metal Fusion Technologie kombiniert konventionelles Metallpulver mit einem hochfunktionalen, thermoplastischen Binder zu einem pulverförmigen Feedstock, der auf normalen Kunststofflasersintermaschinen zu einem Grünteil verarbeitet werden kann. Im Folgeschritt entsteht nach dem Entbindern und Sintern das vollwertige Metallbauteil. Die Materialauswahl des Cold Metal Fusion-Verfahrens deckt sich dabei mit den verfügbaren Materialien für das Metallpulverspritzgießen und schließt damit die komplette Palette der Pulvermetallurgie ein. Dabei wurden hinsichtlich Festigkeit und Dichte die gewohnten Bauteileigenschaften aus dem Metallpulverspritzgießen erreicht.


Durch das Verfahren werden viele Nachteile der strahlbasierten Verfahren (SLM, DMLS, E-Beam ) wie Stützstrukturen, Eigenspannungen im Bauteil sowie der limitierten Materialauswahl vollständig vermieden. Auch gegenüber den konkurrierenden 2-stufigen Verfahren kann sich das am Kunststoffzentrum SKZ entwickelte sogenannte „Cold Metal Fusion“-Verfahren u.a. durch eine hohe Grünteilfestigkeit, sowie durch eine bereits existierende, teilweise automatisierte Prozesskette abheben. Die CMF-Technologie ist zum Patent angemeldet und wird innerhalb mit Hilfe mehrerer Förderprogramme stetig weiterentwickelt.

Christian Staudigel | Headmade Materials GmbH
14:30 - 15:00

LPM- Erste Einblicke -Welche Chancen bietet das neue Metallverfahren von Stratasys

David Sarnowski | FIT AG

David Sarnowski, Jahrgang 1989, hat in Hof und Leuven (Belgien) den Studiengang BWL erfolgreich absolviert. Seit seinem Eintritt beim Spezialisten für Additive Fertigung und Rapid Prototyping FIT AG stellt er im Vertrieb die Schnittstelle zwischen dem additiv heute Machbaren und den aktuellen Anforderungen des Marktes und dessen Branchen her. Sein zentrales Interesse gilt dem additiv unterstützten Rapid Prototyping und der Frage, wie die Vorteile direkter und indirekter Fertigungsverfahren synergetisch am besten kombiniert werden.

15:00 - 15:30
Kaffeepause
Session 2: Qualitätssicherung - CongressCenter, 3. OG, Panoramasaal
15:30 - 16:00

Users of metal powder based additive manufacturing systems are often afraid of not receiving the right quality. And looking at the bulk of metal powder which shall be put in the machines it is definitely understandable that uncertainties exists:
 There are many factors affecting the powder quality and moreover which of them has an influence on the printing result? For many it feels like finding the needle in the haystack when being confronted with the question of potential contaminations which is of major concern when it comes to critical parts especially for aircraft solutions or medical applications.
Aspects like individual quality sense of a supplier, experiences with prior deliveries or pro-active and extensive testing of each new batch can be found within the AM community. Within this presentation a new approach will be explained to overcome the worries by offering statistical based quality-numbers for metal powders. 

Dr. Andreas Pelz | m4p material solutions GmbH
16:00 - 16:30

Die Verfahren der additiven Fertigung (AM) haben sich aus den Forschungslaboren zu einem ernst zu nehmenden Verfahren für die Produktion von Bauteilen mit anspruchsvoller Bauteilgeometrie entwickelt und ist somit in der Produktion angekommen. Auf Grund der Fertigungsweise haben sich neue Herausforderungen bezüglich der Prozesskontrolle, Qualitätssicherung sowie Oberflächenbearbeitung ergeben, bei deren Lösung die CT als Sensor einen wertvollen Beitrag liefern kann. Am Beispiel von additiv im L-PBF-Prozess aus Chrom-Nickel-Stahl 1.4404 hergestellten Düsen zum Laserbohren, deren Oberfläche mittels Hirtisierung nachbearbeitet wurde, werden Möglichkeiten und Grenzen im Vortrag exemplarisch erläutert. Neben den schon bekannten Problematiken wie Poren, Delaminationen, Fügefehler, Einschlüsse, verbleibende Stützstrukturen im Inneren werden Themen wie z.B. die Sicherstellung einer ausreichenden Wandstärke, Messung der Oberflächenrauheit und darüber hinaus Geometrierichtigkeit und Maßhaltigkeit der gefertigten Bauteile in der Anwendung immer wichtiger.
Als Limits sind Durchstrahlbarkeit der Bauteile, die erreichbare Auslösung und die dadurch entstehenden Beschränkungen der Bauteilgröße, sowie der Zeitbedarf zu nennen. Diesen stehen als Chancen die Qualitätskontrolle im Verbund mit der Überprüfung von Maßhaltigkeit und Geometrierichtigkeit, die Erfassung realer Oberflächen- und Volumendaten für FEM basierte Simulationen, die Optimierung des Designs und des Produktionsprozesses während der Entwicklungsphase gegenüber. Darüber hinaus bei der Bauteil Qualifizierung, der Nachverfolgbarkeit und dem Thema des digitalen Zwillings.

Ulrich Brandt | VisiConsult X-ray Systems & Solutions GmbH
16:30 - 17:00

Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (L-PBF) als additive Fertigungsmethode zur Herstellung metallischer Bauteile bietet Vorteile hinsichtlich individueller, kundenspezifischer Produktlösungen, die eine hohe Flexibilität hinsichtlich Geometrie, Varianten und Stückzahl erfordern. Durch die intensive Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet der letzten Jahre hat sich die Technologie mittlerweile von einer reinen Nischenanwendung hin zur Serienfertigung entwickelt. Für einen sicheren Einsatz gefertigter Bauteile stellt sich mehr und mehr die Frage nach einer vergleichbaren Prüfung. Im Bereich konventioneller Fertigungsverfahren gibt es Normen und Standards, wie Ungänzen zu bewerten sind. Diese öffentlich zugänglichen Vorschriften fehlen im Bereich der additiven Fertigung jedoch gänzlich. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, wie sich Fehlstellen in additiv gefertigten Bauteilen auf die mechanischen Eigenschaften auswirken. Dazu wurden definierte Ungänzen in Probekörper eingebracht und diese mit Hilfe der digitalen Durchstrahlungsprüfung untersucht, um die resultierenden Fehlergrößen und Ausprägungen zu detektieren. Anschließende Festigkeitsuntersuchungen zeigten den Einfluss der eingebrachten Fehlstellen auf die Eigenschaften. Zum einen konnte gezeigt werden, dass die Größe der einzubringenden Fehlstellen stark vom verwendeten Material und den Prozessparametern abhängt. Zum anderen sind einige Arten von Fehlstellen kritischer für die Bauteilfestigkeit als andere zu bewerten. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurden weitere Versuche abgeleitet, um auch verschiedene Fehlergrößen/-arten und deren Auswirkungen systematisch bewerten zu können.

Christian Straube | ifw Jena
17:00
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