Zukunftsfeld Mobility

AM in Motion: zu Land, zu Wasser und in der Luft

So unterschiedlich die verschiedenen Formen der Mobilität sind, so abwechslungsreich können die möglichen Anwendungsfelder von AM in der Mobilität sein. Das Fraunhofer IAPT geht dabei individuell auf die Bedarfe der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Schifffahrt und der Schienenfahrzeugindustrie ein.

Sowohl in der Automobilbranche als auch in der Luftfahrt ist der CO2-Verbrauch ein relevantes Thema, dass nicht nur gesellschaftlich, sondern auch wirtschaftlich eine Rolle spielt. Leichtbau-Lösungen sind in diesem Zusammenhang prädestiniert für die Additive Fertigung. Bei Automobilen kann z. B. mit einer werkzeuglosen und schnellen Prototypenfertigung die Zeit bis zur Marktreife deutlich verkürzt werden.

Um die Vorteile von AM auszuspielen, kommt es auf die vollständige AM-Prozesskette an. So können automatisierte Softwarelösungen die Designfreiheiten von AM optimal für z. B. hochspezifische Funktionsanforderungen von Satellitenbauteilen ausnutzen und Bauteildesigns belastungsgerecht ausgelegt werden. Die Entwicklung von angepasster AM-Software ist dabei entscheidend für die optimale Ausnutzung der Fertigungsmöglichkeiten von AM.

Insbesondere bei hochregulierten Industrien, wie der Luft- und Raumfahrt oder bei Schienenfahrzeugen, spielt die Sicherung der Bauteilqualität eine bedeutende Rolle. Hier bieten wir maßgeschneiderte Qualitätssicherungs-Konzepte an, abhängig von der Bauteilkritikalität. So kann nicht nur die Qualität gesichert, sondern auch der Aufwand zur Zulassung deutlich reduziert werden. Digitale Zwillinge runden die Qualitätssicherung sowohl über die Fertigung der Bauteile als auch im Tracking in der späteren Anwendung ab.

Standzeiten bei Flugzeugen oder im Bahnverkehr kosten den Anbieter mehrere tausend Euro pro Tag. Hier ist es unbedingt notwendig, schnelle und unkomplizierte Lösungen anzubieten. Die Kombination aus physischer und digitaler Produktion in der Additiven Fertigung bietet auch für die Ersatzteilfertigung bei Standzeiten viele Vorteile. Ein physisches Warenlager kann umgangen und die Bindung von liquiden Mitteln damit deutlich reduziert werden. Ein prozesskettenübergreifendes Verständnis im Technologievergleich ermöglicht es uns, zusammen mit Softwarelösungen die passenden Anwendungsfälle und Business Cases für die Additive Fertigung zu identifizieren.

Jede Anwendung braucht die passende Nachbearbeitung, je nachdem ob das AM-Bauteil später direkt in der Flugzeugkabine, im Zug oder im Auto zu sehen ist oder zusätzlich beschichtet wird. Wir arbeiten technologie- und materialabhängig an geeigneten Verfahren zum Glätten und Präparieren der Oberflächen. Nachbearbeitung beginnt für uns im Designprozess, um von Anfang an die notwendigen Voraussetzungen für die Nachbearbeitung zu schaffen. Mit diesem physischen und digitalen Prozessketten-Know-how arbeiten wir gerne gemeinsam mit Ihnen an Ihren Entwicklungen – ganz nach Branche und Bedürfnis.

Unsere Schwerpunkte

Automotive

AM etabliert sich als Teil der Automobilindustrie. Passende Tooling-Lösungen unterstützen sowohl in der Fertigung als auch in der Montage.

Bessere Leistung in Hypercars, das Ersatzteil für den Oldtimer, Crash-optimierte Werkstoffe für eine höhere Sicherheit oder eine Individualisierung des eigenen Autos, Campers, Trucks oder Trekkers – die möglichen Anwendungsfelder von AM kennen hier keine Grenzen.

Luft- und Raumfahrt

Kleine Stückzahlen und höchste Qualität zeichnen die AM Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt aus.

Nötig sind dafür durchgängige Prozessketten, mit angepassten Konzepten zur Qualitätssicherung.

AM-Softwarelösungen tragen dazu bei, hochfunktionale Leichtbaulösungen umzusetzen und damit die CO2-Emissionen zu reduzieren. Das Zukunftsfeld Mobilität setzt genau hier an!

Schienenfahrzeuge

Die nachhaltige Nutzung von Zügen über Jahrzehnte ohne riesige Ersatzteillager, ganz digital – das ermöglicht AM.

Aber nicht nur die Fertigung von Einzelteilen, auch die Realisierung von neuen Designkonzepten und Funktionsintegrationen oder die Zusammenfassung von Bauteilgruppen sind potentielle AM-Anwendungen.

Mit hohen Brandschutzanforderungen eröffnet die Industrie weitere Möglichkeiten zur AM-Materialentwicklung.

Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsergebnisse

 

esa Cooperations AM Maturation/AMFLEX

Im esa geföderten Projekt AM Maturation wird über die LPBF-Prozesskette die Qualitätssicherung erforscht und aufgesetzt. Schritt für Schritt wird die Komplexität und Kritikalität der Bauteile hierbei gesteigert. Im esa-Projekt AMFLEX werden automatisierte Designsoftware-Lösungen für Flexure-Designs zum Abfangen von thermischen Verformungen erforscht.

 

 

BigDataLMD

Zusammen mit einem Konsortium aus Industriepartnern aus der Luft- und Raumfahrt nutzen wir Daten und künstliche Intelligenz, um stabile Bauteilqualität im LMD zu gewährleisten.

Mit integrierten Sensoren und Prozessmonitoring werden Daten gesammelt und analysiert. Das Ziel ist, eine Regelung des Prozesses aufzusetzen, um eine reproduzierbare Bauteilqualität zu sichern.