Themenfeldbeschreibung
Dieses Themenfeld beschäftigt sich mit der Entwicklung und Anwendung additiver Fertigungstechnologien für die Herstellung von Faserverbundbauteilen sowie deren Werkzeuge. Im Fokus stehen die ressourceneffiziente Produktion komplexer Geometrien, die Reduzierung von Entwicklungs- und Fertigungszeiten sowie die Erschließung neuer Konstruktions- und Leichtbaupotenziale. 

Einen Schwerpunkt bilden hier Fused Filament Fabrication (FFF) und Large-Format Additive Manufacturing (LFAM) als Enabler für die Werkzeugfertigung. Konkrete Forschungsunternehmungen widmen sich der Material- und Prozesscharakterisierung, Prognosefähigkeit des Thermischen Verhaltens, Dichtigkeit, Nachbehandlung sowie Funktionsintegration. Ein weiterer Schwerpunkt ist die direkte Produktion von Faserverbundbauteilen durch Endlosfaser FFF. Hier fokusiert sich das Themenfeld auf die Weiterentwicklung von Drucker-Hardware, lastpfadgerechte Auslegung, Slicing, Sensorintegration sowie dem in-situ Process Monitoring und dem daran gekoppelten Digitalen Zwilling. 

Durch die Kombination von innovativer additiver Fertigung, simulationsgestützter Prozessauslegung und neuer Materialkonzepten werden wirtschaftliche und flexible Lösungen für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien entwickelt. 

Themenfeldziele

• Entwicklung additiv gefertigter Werkzeuge für die Produktion von Faserverbundbauteilen
• Integration von Endlosfasern in additive Fertigungsprozesse erforschen
• Lastpfadgerechte und sensor-/funktionsintegrierte Composite-Strukturen entwickeln
• Material- und Prozessverständnis für FFF-, LFAM- und hybride Fertigungsverfahren aufbauen
• Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und Gasdichtigkeit additiv gefertigter Werkzeuge verbessern
• Thermischen Verzug und Prozessschwankungen analysieren, vorhersagen und kompensieren
• Wirtschaftliche Fertigung von Prototypen, Werkzeugen und Kleinserien ermöglichen
• Digitale Prozessketten von Konstruktion über Fertigung bis zur Qualitätskontrolle etablieren
• Werkstoff-, Prozess- und Anwendungsdaten systematisch erfassen und auswerten
• Aufbau einer internen Wissensdatenbank für additive Fertigung im Composite-Umfeld 

Themenfeldleiter
Julian Lachner, M.Sc.; Maximilian Schäffler, M.Sc.