Die additive Fertigungstechnologie bietet die Möglichkeit, hoch belastbare Radträger aus Aluminium wirtschaftlich herzustellen. Im Rahmen des Projekts Campus FreeCity wurde der EDAG CityBot entwickelt, ein multifunktionales Roboterfahrzeug, bei dem die Radträgerkomponente gemeinsam mit dem Fraunhofer IWU und Constellium entwickelt wurde. Die Kombination von LPBF und der Aluminiumlegierung Constellium Aheadd® CP1 erwies sich als technologisch und wirtschaftlich vorteilhaft. Der Praxistest des CityBot wird bald im Deutsche Bank Park in Frankfurt am Main stattfinden.
Revolutionäre Belichtungsstrategien ermöglichen hochwertige filigrane Implantate
Das Laserstrahlschmelzen ermöglicht die Herstellung von Implantaten mit filigranen Gitterstrukturen. Neue Belichtungsstrategien verbessern die Qualität dieser Implantate weiter. Besonders für medizinische Anwendungen wie Stents sind diese hochwertigen Lösungen geeignet. Die Gitterstruktur der Stents ermöglicht eine kompakte Transportform und dauerhafte Stabilität. Die patientenspezifische Anpassung der Implantate ist durch den Einsatz des Laserstrahlschmelzens möglich.
Die LPBF-Technologie revolutioniert die Produktion von anspruchsvollen Produkten in kleinen und mittleren Stückzahlen. Durch die Integration von Sensoren, Aktoren und Funktionswerkstoffen entstehen Produkte mit hoher Funktionalität und einem hohen Nutzwert. Diese Technologie ermöglicht eine flexible und wirtschaftliche Herstellung von hochwertigen Produkten.
Das Fraunhofer IWU widmet sich intensiv der Forschung und Entwicklung von medizinischen Implantaten mit filigranen Gitterstrukturen, wie beispielsweise Stents. Diese Implantate haben die Aufgabe, verengte Blutbahnen am Herzen oder im Gehirn offen zu halten. Ein besonderes Merkmal dieser Implantate ist die Verwendung von superelastischen Formgedächtnislegierungen, die eine schonende Anwendung ermöglichen und somit das Wohlbefinden der Patienten verbessern.
Mithilfe des LPBF-Verfahrens können Stents individuell angepasst und minimalinvasiv eingesetzt werden. Während des Transports zur Engstelle wird der Stent elastisch gefaltet, um eine kompakte Transportform zu ermöglichen. Die Gitterstruktur des Stents gewährleistet eine dauerhafte Stabilität und vermeidet Verschnitt. Dadurch wird eine optimale Unterstützung der verengten Blutbahnen erreicht und der Eingriff wird schonend durchgeführt.
Eine bahnbrechende Verbesserung der Qualität gedruckter Stents wird durch neue Belichtungsstrategien erreicht. Durch die präzise Parametrierung des Lasers und die Optimierung der Laserbahnen werden präzisere Ergebnisse erzielt. Eine homogene Energieverteilung und minimale Anhaftungen führen zu einer gesteigerten Produktivität und einer weiteren Verbesserung der Qualität der gedruckten Stents.
Additive Fertigung ermöglicht hocheffiziente Wärmeübertrager mit dünnwandigen Strukturen
Der gezielte Wärmetransfer zwischen verschiedenen Medien ist von entscheidender Bedeutung und erfordert effiziente Wärmeübertrager. Dank additiver Fertigungsverfahren können maßgeschneiderte und äußerst effiziente Wärmeübertrager hergestellt werden. Insbesondere dünnwandige und mehrfach gekrümmte Strukturen ermöglichen eine verbesserte Wärmeübertragung. Die große Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks erlaubt es, komplexe Strukturen zu realisieren, die eine optimale Wärmeübertragung gewährleisten und den spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht werden.
Der 3D-Druck im LPBF-Verfahren eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung von Wandstrukturen in fluidbasierten Anwendungen wie Hochtemperatur-Wärmeübertragern und Zweiphasen-Dampfkammern. Durch den Einsatz dieser Strukturen können eine verbesserte Effizienz und eine ressourcenschonende Produktion erreicht werden. Darüber hinaus ermöglicht der LPBF-Prozess die Verwendung von widerstandsfähigen Materialien, die speziell für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind.
Campus FreeCity-Projekt: Fraunhofer IWU entwickelt Radträger für CityBot
Der EDAG CityBot, ein Roboterfahrzeug mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, wird im Rahmen des Projekts Campus FreeCity entwickelt. Neben dem Personentransport übernimmt der CityBot auch Reinigungsaufgaben. Die Radträgerkomponente spielt eine entscheidende Rolle, da sie das Rad mit dem Fahrgestell und den Lenkmotoren verbindet. In Zusammenarbeit mit dem renommierten Fraunhofer IWU und Constellium wurde eine maßgeschneiderte Lösung für den CityBot entwickelt, um maximale Leistung und Effizienz zu gewährleisten.
Durch die Verbindung von LPBF und der Aluminiumlegierung Constellium Aheadd CP1 eröffnen sich sowohl wirtschaftliche als auch technologische Vorteile. Das Fraunhofer IWU hat die LPBF-Prozessparameter für einen Standard-Industriedrucker entwickelt, um eine effiziente Produktion sicherzustellen. In Kürze wird der CityBot, ein multifunktionales Roboterfahrzeug, im Deutsche Bank Park in Frankfurt am Main auf Herz und Nieren getestet, um seine Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit zu bewerten.
Mit Hilfe der additiven Fertigungstechnologien, insbesondere des Laserstrahlschmelzens, können hochwertige Produkte hergestellt werden, die zuvor nicht möglich waren. Filigrane Implantate wie Stents, effiziente Wärmeübertrager und belastbare Radträger aus Aluminium sind nur einige Beispiele für die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten. Die LPBF-Technologie ermöglicht die wirtschaftliche Produktion dieser Produkte in kleinen und mittleren Stückzahlen und eröffnet neue Wege für die Integration von Sensoren, Aktoren und Funktionswerkstoffen. Durch kontinuierliche Forschungsarbeiten und verbesserte Belichtungsstrategien wird die Qualität der gedruckten Produkte weiter verbessert und die Produktentwicklung in verschiedenen Branchen revolutioniert.
