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Projekt-Detail

Optimierung des FLM-Verfahrens mittels Thermodiagnostik (OPTHERM)

Forschung und WissenstransferProjektnr. 37
EFRE- / Gesamtmittel in €:
679.081,69 / 848.852,12 €
Lead Partner:
Západočeská univerzita v Plzni
Ansprechpartner des LP:
Ing. Zdeněk Veselý, Ph.D. (zvesely@ntc.zcu.cz)
https://irt.zcu.cz/cs/o-nas/projekty/projekt-optherm/
Region:
Bezirk Pilsen
Projektpartner:
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg
Laufzeit (von - bis):
01. 06. 2023 - 31. 05. 2026

Das Projekt in einem Satz

Das Projekt beschäftigt sich mit der Optimierung des FLM-3D-Drucks mithilfe eines thermodiagnostischen Ansatzes (Analyse der Korrelation zwischen Prozessparametern, Drucktemperatur und mechanischer Festigkeit, unterstützt durch eine Computersimulation des Prozesses), mit dem Ziel, die Festigkeit der hergestellten Komponenten zu erhöhen und kleine und mittelständische Unternehmen zu unterstützen.

Kurzbeschreibung

Der 3D-Druck hat sich weitgehend in der Industrie, z.B. im Prototypenbau etabliert und wird erfolgreich in der Kleinserienproduktion oder im Betriebsmittelbau eingesetzt. Das FLM-Verfahren (Fused Layer Modelling) punktet dabei vor allem durch eine günstige, flexible und einfach handhabbare Anlagentechnik, die sich gerade für KMUs aufgrund einer enormen Vielfalt an druckbaren Materialien als profitabel darstellt. Limitiert wird es jedoch durch eine unzureichende mechanische Belastbarkeit der Bauteile in Druckrichtung. Grund hierfür ist die geringe Schichthaftung, die aus einer reduzierten Temperatur in der Prozesszone resultiert. Deshalb werden mechanisch belastete Funktionsbauteile nur selten mittels FLM hergestellt.

Diesem Problem stellen sich das Labor Infrarottechnologien der UWB in Pilsen und das Labor Lasermaterialbearbeitung der OTH Regensburg im Projekt OPTHERM. Mithilfe einer online Temperaturüberwachung und eines FEM-Simulationsmodells möchte das Projektteam einen Ansatz entwickeln, die Bauteilfestigkeit zu erhöhen. Die Einbindung von Unternehmen (insb. KMUs) erfolgt hier schon bei der Definition der Anforderungen an das zu entwickelnde System und endet in einer „Strong enough“ Kampagne, die dazu dient, die Bauteilqualität vor Ort zu optimieren. Somit wird es KMUs ermöglicht, die Potenziale des FLM-3D-Drucks voll auszuschöpfen und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Arbeitsplätze können gesichert und durch einen Wissens- und Technologievorsprung geschaffen werden. Die Ergebnisse des Projekts werden für den Technologie- und Innovationstransfer innerhalb der Programmregion dient.

Kernaktivitäten

1. Entwicklung einer Miniatur-IR-Kamera

2. Messung der optischen Eigenschaften

3. Integration Miniatur-IR-Kamera in 3D-Drucker

4. Entwicklung einer Methodik zur Thermodiagnostik des

3D-Druckverfahrens

5. Entwicklung einer Prozessimulation

6. Prozessuntersuchungen

7. Optimierung des 3D-Druckverfahrens mithilfe Miniatur-IR-Kameras

8. Entwicklung von Demonstratoren mit integrierter IR-Temperaturmesstechnik

und –Regelung

9. Kommunikation, Technologietransfer und Verwertung der Ergebnisse

Projektergebnisse

  • Optimierung des FLM-Prozesses zur Erhöhung der Festigkeit gedruckter Komponenten.
  • Entwicklung von Bildungsdemonstratoren für 3D-Drucker mit Prozess-Thermodiagnostik.
  • Entwicklung von industrienahen Demonstratoren für 3D-Drucker mit Prozess-Thermodiagnostik und Rückkopplung zur Steuerung des Druckprozesses.
  • Kommunikation mit der Fachöffentlichkeit, Bildungseinrichtungen und kleinen und mittleren Unternehmen.
  • Kampagne „Strong enough“ für Produkte, Implementierung der Methodik in das industrielle Umfeld.