Technische Durchführbarkeitsstudie NIWAAM

„Additive Fertigung komplexer Formen und Werkzeuge aus 1.3912 für die Herstellung von Bauteilen aus kohlefaser- und glasfaserverstärkten Kunststoffen (CFK, GFK)“

Ziel der Projektarbeiten war es eine Technologie zur additiven Herstellung von mehrdimensional geformten Strukturen aus dem Werkstoff FeNi36 (im Weiteren als 1.3912 bezeichnet) zu entwickeln. Hintergrund ist die Suche nach einer Möglichkeit äußerst kostenintensive Fräsbauteile, welche bei der Herstellung von Laminiervorrichtungen in der Luftfahrtindustrie zum Einsatz kommen, durch einen endkonturnahen, additiven Schweißprozess deutlich kostengünstiger und flexibler fertigen zu können.

Hierzu wird aus den CAD-Daten des zu fertigen Teiles mittels entsprechender Software ein Aufmaßmodell erstellt, das Modell digital in Druckschichten unterteilt und anschließend, wie in den obenstehenden Abbildungen zu sehen, mittels Robotertechnik Druckschicht für Druckschicht per Lichtbogenscheißverfahren aufgetragen. Im Rahmen dieser Durchführbarkeitsstudie wurde grundlegend die Verfahrensweise dieses in Fachsprache WAAM (Welding Arc Additive Manufacturing) genannten Prozesses, von konventionellen Werkstoffen auf den Werkstoff 1.3912 übertragen.

Anhand umfangreicher Arbeiten konnten additive Schichtaufträge, angefangen bei ein- bis hin zu mehrdimensionalen Strukturen, anforderungsgerecht umgesetzt werden. Mit Hilfe umfassender Datenerfassungen und -analysen wurde fortlaufend eine wärmegeführte Prozesssystematik zur Erstellung des mehrdimensionalen Schichtauftrages erarbeitet. Ferner sind Grundlagen zu Auftragssystematiken und -Routinen für komplexe Strukturen entstanden. Bei der Übertragung der Erkenntnisse auf praxisnah dimensionierte Bauteile dienen die Ergebnisse als gesicherte Grundlage für weitere Untersuchungen.