Abteilung Printed Effects (PEF)

Projekte

• AM2H2 – Additive Fertigung multimaterieller Komponenten zur nachhaltigen Energiewandlung (EFRE gefördert)
  Dieses Projekt zielt auf die Effizienzsteigerung von Ammoniakspaltern durch den Einsatz multimaterieller, additiv gefertigter Komponenten ab. Im Mittelpunkt stehen die Entwicklung eines Mehrzieloptimierungsalgorithmus zur Berücksichtigung thermischer, mechanischer und chemischer Anforderungen, die Prozessentwicklung für Multimaterial-Verbindungen im PBF-LB/M-Verfahren sowie die Skalierung der Bauteile vom Probekörper bis hin zu einem industriell einsetzbaren Demonstrator.
   

• Ellipse - Entwicklungsmethodik für laserstrahlgeschmolzene Leichtbaustrukturen mit integrierten Partikeldämpfern zur Schwingungsreduktion (DFG)
  In diesem Forschungsprojekt, welches in Zusammenarbeit mit dem Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS) der LUH durchgeführt wird, werden Multimaterial-Partikeldämpfer zur Schwingungsreduktion simuliert, additiv mittels PBF-LB/M gefertigt, charakterisiert und am Demonstrator validiert. Das Ziel ist eine ganzheitliche physikalische Bewertung von laserstrahlgeschmolzenen Partikeldämpfern. Darauf aufbauend wird eine Entwicklungswerkzeug zur Auslegung von Strukturbauteilen mit integrierten Partikeldämpfern zur Optimierung von Steifigkeit, Masse und Dämpfung erarbeitet.

• Optiwas – Methodik zur Optimierung der Wirkbeziehungen zwischen additiver und spanender Fertigung (DFG)
  In diesem Projekt, welches zusammen mit dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der LUH durchgeführt wird, gilt es die Potentiale der additiv-spanenden Fertigungskombination zu ergründen. Dabei sollen über mehrere Produktgenerationen hinweg Daten und Informationen gesammelt werden, die anschließend in Wissen über die Verfahrenskombination aggregiert werden. Mit Hilfe der additiven Gestaltungsfreiheiten sollen neue Lösungsansätze zur Versteifung und verbesserten Einspannung von additiv gefertigten Bauteile gefunden werden. Dies wird anhand eines Demonstrators analysiert und validiert. 

• 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 Motorkomponenten für ein Blockheizkraftwerk (BHKW) mittels Additiver Fertigung neu gestaltet werden. Ziel ist die Optimierung der Effizienz und die Steigerung der Robustheit von Motoren für BHKWs im klimafreundlichen Wasserstoffbetrieb.
   

• Pulverbettbasierte additive Multimaterialfertigung
  Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Auslegung von Multimaterial-Bauteilen für die additive Fertigung, insbesondere im Verfahren des pulverbettbasierten Schmelzens von Metallen mittels Laserstrahl (PBF-LB/M). Auf Grundlage experimenteller Versuchsreihen sollen sowohl allgemeingültige als auch maschinen- und materialspezifische Handlungsempfehlungen für die additive Fertigung von Multimaterial-Bauteilen erarbeitet werden. Ziel ist es, durch voxelweisen Werkstoffauftrag Zielkonflikte in der Bauteilauslegung zu lösen und geometrisch sowie funktional optimierte Strukturen mit lokal angepassten Materialeigenschaften herzustellen.
   

• Skalenunabhängige additive Fertigung
  In diesem Forschungsprojekt wird die additive Reparatur von großen Metallbauteilen mit dem pulverbettbasierten Schmelzen von Metallen mittels Laserstrahl (PBF-LB/M) untersucht. Am IPeG verfügen wir über die patentierte MESSIAH-Anlage, die für Bauteilhöhen bis zu 2,5 Metern ausgelegt ist und Reparaturen an entsprechenden Bauteilen ermöglicht. Beispielhafte Anwendungen sind Turbinenschaufeln und Gasbrenner, bei denen beschädigte Bereiche, insbesondere an den Spitzen (Tip), gezielt wiederaufgebaut werden. Entwickelt wird dafür eine neue Prozesskette, die speziell auf die Anforderungen der Reparaturplanung, Dichtungskonzepte, Thermomanagement sowie die Fixierung der Bauteile während des Prozesses ausgerichtet ist.

• Schwingungsgedämpfte Optiken
  Im Rahmen dieses Forschungsprojekts werden innovative optische Systeme mit integrierten Schwingungsdämpfungsstrukturen entwickelt und untersucht. Ziel ist es, die optische Leistungsfähigkeit und Stabilität unter realen Umgebungsbedingungen, wie sie beispielsweise in der Raumfahrt auftreten, signifikant zu erhöhen. Durch die Kombination von additiver Fertigung und partikelgedämpften Strukturen werden neue Lösungsansätze zur Reduktion von Schwingungseinflüssen auf empfindliche optische Komponenten erarbeitet und experimentell validiert. Die entwickelten Methoden und Strukturen sollen sowohl für die Auslegung neuer optomechanischer Systeme als auch für die Nachrüstung bestehender Anwendungen genutzt werden.

• Potenziale und Grenzen des Laserpulverauftragschweißens in der Additive Fertigung für industrielle Luftfahrtanwendungen
  Im Rahmen dieses Forschungsprojektes, welches in Zusammenarbeit mit MTU Maintenance Hannover durchgeführt wird, wird ein neuartiger Ansatz zur additiven Reparatur von Hochleistungskomponenten in der Luftfahrtindustrie entwickelt. Dabei wird das Laserpulverauftragschweißen (L-DED) -Verfahren mit Frequenzverdopplung untersucht, erste Anwendungserkenntnisse gewonnen und gezielt Prozessparameter optimiert. Ziel ist die nahtlose Integration der L-DED-Technologie in die bestehende Prozessketten, wobei Schnittstellen zu vor- und nachgelagerten Fertigungsprozessen identifiziert, analysiert und weiterentwickelt werden.
   

Kompetenzen

• Publikationen (Auszug)
  ⦁    Lachmayer, R., Ehlers, T., & Lippert, R. B. (2022). Entwicklungsmethodik für die Additive Fertigung. Springer. doi.org/10.1007/978-3-662-65924-3

  
  

  ⦁    Lachmayer, R., Ehlers, T., & Lippert, R. B. (2024). Design for Additive Manufacturing (1st ed.). Springer Berlin. link.springer.com/book/9783662684627

  
  

  ⦁    Ehlers, T., Meyer, I., Oel, M., Bode, B., Gembarski, P. C., & Lachmayer, R. (2023). Effect-Engineering by Additive Manufacturing. In R. Lachmayer, B. Bode, & S. Kaierle (Eds.), Innovative Product Development by Additive Manufacturing 2021 (pp. 1–19). Springer International Publishing. doi.org/10.1007/978-3-031-05918-6_1

  
  

  ⦁    Meyer, I., Oel, M., Ehlers, T., & Lachmayer, R. (2023). Additive manufacturing of multi-material parts – Design guidelines for manufacturing of 316L/CuCrZr in laser powder bed fusion. Heliyon, 9(8), e18301. doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e18301

  
  

  ⦁    Oel, M., Rossmann, J., Bode, B., Meyer, I., Ehlers, T., Hackl, C. M., & Lachmayer, R. (2023). Multi-material laser powder bed fusion additive manufacturing of concentrated wound stator teeth. Additive Manufacturing Letters, 7, 100165. doi.org/10.1016/j.addlet.2023.100165

  
  

  ⦁    Meyer, I., Messmann, C. O., Ehlers, T., & Lachmayer, R. (2025). Additive manufacturing of multi-material parts – Effect of heat treatment on thermal, electrical, and mechanical part properties of 316L/CuCrZr. Materials & Design, 252, 113783. doi.org/10.1016/j.matdes.2025.113783

  ⦁    Meyer, I., Glitt, L., & Ehlers, T. (2025). Additive Manufacturing of Metallic Multi-Material Parts: Local Conductivity Adjustment through Functionally Graded Material Transitions of 316L and CuCrZr. In R. Lachmayer, M. Oel, & S. Kaierle (Eds.), Innovative Produktentwicklung durch additive Fertigung (pp. 231–246). Springer. doi.org/10.1007/978-3-662-69327-8_15

  ⦁    Niedermeyer, J., Schlenker, F., Huuk, J., Ehlers, T., & Denkena, B., Lachmayer, R. (2024). Design guidelines for additively manufactured stiffening structures to reduce vibrations in milling. Procedia CIRP.
  

  ⦁    Niedermeyer, J., Ehlers, T. , Lachmayer, R. (2023). Potential of additively manufactured particle damped compressor blades: A literature review. In Procedia CIRP; Volume 119; S. 570–575. doi.org/10.1016/j.procir.2023.02.151 

  
  

  ⦁    Oel, M. (2024). Mode selective damping behavior of additively manufactured beam structures. Progress in Additive Manufacturing, 1–12. doi.org/10.1007/s40964-024-00838-z

  
  

  ⦁    Ehlers, T., Tatzko, S., Wallaschek, J., & Lachmayer, R. (2021). Design of particle dampers for additive manufacturing. Additive Manufacturing, 38, 101752. doi.org/10.1016/j.addma.2020.101752

  
  

  ⦁    Niedermeyer, J., Oel, M., Meyer, I., Stauß, T., Mesecke, L., Maalaoui, M., Gerhards, P., Eibl, F., & Ehlers, T. (n.d.). Konzept einer additiven Großfertigungsanlage zur skalenunabhängigen additiven Fertigung und Reparatur. doi.org/10.1007/978-3-662-69327-8_1

  
  

  ⦁    Mesecke, L., Meyer, I., Oel, M., & Lachmayer, R. (n.d.). Challenges and Potentials for Additive Manufacturing of Hydrogen Energy Components: A Review. doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.02.441

  
   
• Dissertationen
  ⦁    Ehlers, T. (2023). Auslegung partikelgedämpfter Strukturbauteile für die Additive Fertigung [DoctoralThesis, Hannover: Institutionelles Repositorium der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität]. doi.org/10.15488/13789

  
  

  ⦁    Ganter, N. V. (2023). Reparatur und Modernisierung metallischer Bauteile durch pulverbettbasiertes Schmelzen mittels Laserstrahl [DoctoralThesis, Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover]. doi.org/10.15488/14769

  
  ⦁    Bode, B. (2024). Entwurf von thermisch und mechanisch belasteten Bauteilen durch Lasttrennung. TEWISS Verlag. ⦁    https://doi.org/10.51202/97839⦁    5⦁    9009300