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Der Werkzeug- und Formenbau ist gekennzeichnet durch einen starren, sequenziellen Ablauf im Bereich der Produktentwicklung und Herstellung des eigentlichen Werkzeugs. Bei der Optimierung der Werkzeugerstellung muss es daher Ziel sein, durch geeignete Methoden die Produktentwicklungszeit zu verkürzen und gleichzeitig die Teilergebnisse in der Entwicklung abzusichern, um spätere Änderungen zu minimieren. Prototypen-Werkzeuge und Kleinserienwerkzeuge gewinnen daher verstärkt an Bedeutung.
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Die Zielsetzung des im Folgenden beschriebenen Forschungsvorhabens besteht in der Neuentwicklung eines Fertigungsverfahrens, das die Vorteile der generativen Technologien (Schichtbauverfahren) nutzt und den Aufwand zur sequenziellen Herstellung von Werkzeugen mit Funktionsschichten minimiert. Damit werden sowohl die Anwendungsfelder der metallischen Schichtbauverfahren erweitert als auch neuartige bzw. optimierte Beschichtungstechnolgien für generativ gefertigte Bauteile und Werkzeuge entwickelt.
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Im Zuge der fortschreitenden Globalisierung und Öffnung der Märkte in Ost-Europa und Südostasien verschärfen sich die Anforderungen an den bayerischen Maschinenbau und im Speziellen den Werkzeug- und Formenbau dramatisch. Insbesondere die Anforderungen hinsichtlich Flexibilität und Herstellkosten sind mit den am Markt verfügbaren Verfahren und Vorgehensweise zur Werkzeugentwicklung und -herstellung zunehmend schwerer zu erfüllen. Neue Technologie- und Maschinenkonzepte für den Werkzeug- und Formenbau sind daher das Thema des Bayerischen Forschungsverbunds Flexible Werkzeugsysteme. Sprecher des Verbunds ist Prof. Dr.-Ing. Michael F. Zäh. Vertreten sind insgesamt drei Lehrstühle der TU München, zwei Lehrstühle aus der Universität Erlangen-Nürnberg, das Bayerische Laserzentrum gGmbH und 35 Industriepartner. Die Koordination dieses Forschungsverbunds obliegt dem iwb.
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Unter den Metall verarbeitenden generativen Fertigungsverfahren verfügt das EBS über ein umfangreiches Anwendungspotenzial. Besonders die leistungsstarke Energiequelle weist mit ihren äußerst kurzen Ansteuerungszeiten sowohl die Möglichkeit einer präzisen Strahlablenkung als auch von sehr hohen Baugeschwindigkeiten auf. Damit können Bauteile aus verschiedenen Metallen mit besonders vorteilhaften Gefügedichten und Festigkeitswerten hergestellt werden. Jedoch bestehen aufgrund der Energiequelle auch physikalisch bedingte Restriktionen. Das vom Laserstrahl unterschiedliche physikalische Wirkprinzip bedingt eine angepasste Prozessführung.
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Das Verbundvorhaben SimuSint soll im Rahmenkonzept „Forschung für die Produktion von morgen“ einen Beitrag zur effizienten Entwicklung und Optimierung von Verfahren für Direct Metal Fabrication (DMF) leisten. Mit Hilfe moderner Rechnertechnologien werden anwendungsbezogene Simulationsmodelle erstellt, wobei als wesentliche Aspekte die Adaption und Erweiterung etablierter Simulationsmethoden im Bereich der Fertigungstechnik verfolgt werden.
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Das Indirekte-Metall-Lasersintern (IMLS) ist ein innovatives, generatives Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen oder Werkzeugen. Durch den schichtweisen Aufbau eignet sich das Verfahren insbesondere für komplexe Strukturen, die durch konventionelle Verfahren nur mit bedeutendem Aufwand realisiert werden können.
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Schilp, Johannes,
Dr.-Ing. |
Tel.: (0821) 56 88 3 - 21
Fax.: (0821) 56 88 3 - 50
E-Mail: johannes.schilp
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