Werkstoff Crashsichere Aluminium-Legierung für den 3-D-Druck

Das Engineering-Unternehmen Edag mit acht Partnern einen neuen Werkstoff entwickelt. Die Aluminium-Legierung wurde für additive Verfahren optimiert und erfüllt hohe Steifigkeitsanforderungen.

Firmen zum Thema

FKM Sintertechnik GmbH

Altair Engineering GmbH

Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

EDAG Engineering GmbH

GE Additive

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Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT

Aalberts Surface Treatment GmbH

SCHALLENKAMMER MAGNETSYSTEME GmbH

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

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Der Entwicklungsdienstleister Edag hat im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsprojekts „CustoMat_3D“ gemeinsam mit acht Projektpartnern eine Aluminiumlegierung für den Einsatz im Fahrzeug entwickelt. Das Besondere an der Legierung sei seine Vielseitigkeit: Die Eigenschaften der Legierung können laut Edag durch eine nachgelagerten Wärmebehandlung flexibel eingestellt werden.

Fahrzeugsicherheit

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Aus den ermittelten Werkstoffkennwerten wurden Materialkarten erzeugt, deren Struktur mit einer Software von Altair optimiert wurden, um das Gewicht von Bauteilen bei gleicher Leistungsfähigkeit zu senken. Besonders sei hierbei, dass auch die Anforderungen aus dem additiven Fertigungsprozess wie die Bauteilausrichtung berücksichtigt werden können.

Test an Radträgern

Laut des Ingenieurdienstleisters konnten sowohl bei dem dynamisch hochbelasteten Radträger als auch bei einem komplexen Bauteil mit hohen Steifigkeitsanforderungen aus dem Bereich des Radkastens eine effektive Gewichtseinsparung realisiert werden. Aufgrund des additiven Fertigungsprozesses kann hier das Bauteil über ein Laststufenmodell gezielt auf die Anforderungen des jeweiligen Fahrzeugs angepasst werden.

Weiterhin wurden auch Hybridprozesse wie Laserauftragsschweißen sowie Fügeverfahren mit dem neu entwickelten Werkstoff untersucht. In der Simulation konnten laut Edag Eigenspannungen und Verzüge schon vor der Fertigung sichtbar gemacht und verringert werden. Die neu entwickelte Legierung wird unter dem Markennamen „CustAlloy“ auf den Markt gebracht. Einen Termin nannte das Unternehmen jedoch nicht.

Die Projektpartner und ihre Aufgaben

Die Legierungsdefinition und die Herstellung von Pulvern erfolgte durch das Leibnizinstitut für Werkstofforientierte Technologien und Kymera International. Die Verarbeitung und Prozessentwicklung im pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen fanden am Fraunhofer IAPT, bei GE Additive sowie bei der FKM Sintertechnik GmbH statt. Eine entsprechende Simulation der schnellen Abkühlung der Schmelze im Prozess wurde vom Fraunhofer ITWM sowie der Magma Giessereitechnologie GmbH erforscht. Die Demonstration der Leistungsfähigkeit erfolgten bei Mercedes-Benz und der Edag Engineering GmbH mit Unterstützung von Altair Engineering.

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