Abteilung Printed Effects

Wir entwickeln mittels unseres Forschungsschwerpunktes "Effect-Engineering" hocheffiziente und innovative Lösungen, insbesondere in den Bereichen der Strukturdynamik und Thermomechanik und lassen diese Kenntnisse in die Lehre einfließen. Der Fokus liegt dabei auf dem Einsatz innovativer Großgeräte für das Laser Powder Bed Fusion, wie die Multimaterialfertigung und die bauraumunabhängige Effektintegration. Mittels Simulationsumgebungen wie Ansys und Abaqus, die in Entwicklungsumgebungen für Mehrzieloptimierung integriert sind, legen wir die hocheffizienten Bauteile aus. Neben der Auslegung neuer Produkte werden Effekte bei der Reparatur hochwertiger Investitionsgüter mittels Additive Refurbishment umgesetzt.

Projekte

Additive Multimaterialfertigung (SAM) - Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Auslegung von Multimaterial-Bauteilen für die additive Fertigung, insbesondere dem Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Auf Basis von praktischen Versuchsreihen sollen allgemeingültige sowie maschinen- und materialspezifische Handlungsempfehlungen zur additiven Fertigung von Multimaterial-Bauteilen formuliert werden. Ziel ist es durch den voxelweisen Multimaterialauftrag Zielkonflikte zu lösen und gestaltoptimierte Bauteile mit lokal angepassten Materialeigenschaften zu fertigen.

Auslegung von partikelgedämpften Strukturbauteilen – Dieses Forschungsprojekt widmet sich der Erforschung von laserstrahlgeschmolzenen Partikeldämpfern zur Schwingungsreduktion. Dazu werden experimentelle Versuche zur Charakterisierung des Dämpfungseffekts durchgeführt und ein mechanisches Ersatzmodell abgeleitet. Das Ziel ist es ein verifiziertes mechanisches Ersatzmodell für die hochgradig nichtlinearen Zusammenhänge zu erarbeiten.

Ellipse - Entwicklungsmethodik für laserstrahlgeschmolzene Leichtbaustrukturen mit integrierten Partikeldämpfern zur Schwingungsreduktion (DFG) – In diesem Forschungsprojekt, welches in Zusammenarbeit mit dem IDS der LUH durchgeführt wird, werden Multimaterial-Partikeldämpfer zur Schwingungsreduktion simuliert, additiv gefertigt, charakterisiert und am Demonstrator validiert. Das Ziel ist eine ganzheitliche physikalische Bewertung von laserstrahlgeschmolzenen Partikeldämpfern, sodass darauf aufbauend eine Entwicklungsumgebung mit integrierter Mehrzieloptimierung zur Auslegung von Strukturbauteilen mit strukturintegrierten Partikeldämpfern hinsichtlich Steifigkeit, Masse und Dämpfung erarbeitet werden kann.

Innovative Verbrennungssysteme durch additive Fertigung (FVV) - Ziel des Projektes ist es, die Verbrennung in einem Hochlast Diesel Kolben zu optimieren, in dem die Mulde mittels additiver Fertigung neu gestaltet wird. Das IPeG zusammen mit seinen Partnern dem STFS der TU Darmstadt und dem IFKM des KIT entwickeln, fertigen und testen dabei die Kolben. Der Fokus des IPeG liegt auf der Auslegung des Wärmemanagements und der fertigungsgerechten Gestaltung und Absicherung des Bauteils.

Anpassung eines BHKWs durch additiv gefertigte Komponenten für einen zukünftigen Wasserstoffbetrieb (NBank) - Im Rahmen Projektes arbeitet das IPeG mit seinen Partnern dem ITV und der ATRON GmbH zusammen. Gemeinsam sollen Motorenkomponenten mittels additiver Fertigung neu gestaltet werden. Ziel ist die Optimierung der Effizienz und die Steigerung der Robustheit von Wasserstoff-Motoren für Blockheizkraftwerke.

RePare - Regeneration von Produkt- und Produktionssystemen durch Additive Repair und Refurbishment (BMBF)- In dem Forschungsprojekt werden Strategien zur Reparatur, Modernisierung und Modifizierung von metallischen Bauteilen mittels additiver Fertigungsverfahren untersucht und praktisch durchgeführt. Es werden Handlungsempfehlungen für die Gestaltung von Reparaturprozessketten erarbeitet. Weiterhin werden Werkzeuge entwickelt, die Konstruierende bei einer reparaturgerechten Bauteilgestaltung unterstützen. Weitere Informationen finden Sie unter: https://innovative-produktkreislaeufe.de/Projekte/RePARE.html

Prozessintegrierte Schmierung im Folgezug (EFB) - In diesem Forschungsprojekt, welches in Zusammenarbeit mit dem IFUM der LUH durchgeführt wird, wird ein Tiefziehwerkzeug mit integrierten Schmierkanälen additiv gefertigt. Das Ziel ist es den Schmiermittelverbrauch zu reduzieren, die Werkzeugkosten zu senken und die Oberflächenqualität des Ziehteils zu verbessern. Dazu soll mittels filigraner Ölauslassöffnungen des Werkzeugs ein Schmiermittelpolster zwischen dem Blech und der Werkzeugoberfläche erzeugt werden, welches die Reibung reduziert und die tribologischen Bedingungen verbessert.

Upscaling (Baker Hughes) – Im Rahmen des Forschungsprojekts wird ein Systemmodell entwickelt, mit dem Daten und Modelle in verschiedenen Abstraktions- und Reifegraden zusammenführt werden. Dazu werden verschiedene Datenbanken und -formate in unterschiedlichen Abstraktionsniveaus im Systemmodell miteinander verbunden, die als Eingangsgrößen für eine Mehrzieloptimierung dienen sollen, um die Entwicklung neuer Tiefbohrwerkzeuge für diverse Anwendungsfälle zu verbessern. Das Ziel ist es Aussagen über den Zustand der Komponente in Tiefbohrwerkzeugen während des Einsatzes zu ermöglichen.

Kompetenzen

Konstruktion und Simulation: Autodesk Inventor, Autodesk Netfabb Ultimate, Autodesk Netfabb Local Simulation, Abaqus, Ansys
Entwicklung für die additive Fertigung
Experimentelle Untersuchungen