PADME-AM

Partition der Eins Methoden für Additive Manufacturing

Ziel

Das beantragte Forschungsvorhaben entwickelt ein hierarchisches Mehrskalenverfahren für ein laserbasiertes Pulverbettverfahren mit mehreren und unterschiedlichen Laserquellen in der additiven Fertigung. Dieses wird in der Softwareumgebung PUMA realisiert. Die Projektpartner bringen ihre jeweiligen Expertisen dediziert in der Umsetzung der entsprechenden Arbeitspakete, die Skalen-orientiert abgegrenzt sind, ein. Access hat den Schwerpunkt der Modellierung des Aufheizens des Metallpulvers durch den Laser.

Kurzbeschreibung

Das Projekt ist ein Beitrag der anwendungsorientierten Mathematik zur Digitalisierung fertigungstechnischer Prozesse im Mittelstand (KMU) und widmet sich der additiven Fertigung (AM) in laserbasierten Pulverbettverfahren (L-PBF). Die Investitionen in die additive Fertigung auch und insbesondere im Metall-AM-Sektor haben in den letzten Jahren rasant zugenommen. Für anspruchsvolle, hochwertige Bauteile in der Medizin-, Luftfahrtindustrie u.a. bieten L-PBF Fertigungsverfahren außergewöhnlich leistungsstarke Optionen, vor allem aufgrund der Fähigkeit, komplexe Teile in hochintegrierter Bauweise zu realisieren und gleichzeitig Leichtbau-Konzepte zu implementieren. Die Anlagenhersteller sehen seit Jahren, dass die Ausweitung des Materialportfolios, die Erhöhung der Anlagenkapazität und vor allem die Verbesserung der Bauteilqualität klare Wettbewerbsvorteile bringen. Wie in kaum einer anderen Branche sind reale und digitale Prozesse engmaschig verflochten, so dass die Dynamik des Wettbewerbs maßgeblich von digitalen Technologien und verfügbaren Simulationsumgebungen abhängt. Hierzu sind Verbesserungen der Interoperabilität, der Konnektivität und der Standardisierung von Software bereitzustellen und neue Modelle, effizientere Simulationsmethoden und erweiterbare Simulationsframeworks zu entwickeln. Dabei sind komplexe physikalische Prozesse der Interaktion zwischen Laser, Pulver und Festkörper zu betrachten unter Einbeziehung unterschiedlicher Materialzustände, Phasenübergänge und Phasengrenzflächen. Ein wesentlicher Aspekt der Komplexität ist durch die unterschiedlichen Zeit- und Längenskalen gegeben, die gekoppelt werden müssen, um den L-PBF Prozess digital abzubilden. Eine ausgeklügelte Architektur der digitalen Codes ist notwendig und gerade in diesem Punkt werden in den nächsten Jahren Neuerungen erwartet. Aus Anwendersicht sollten dabei die folgenden Entwicklungstrends primär verfolgt werden.

Projektpartner

Ansprechpartner/in

Dr. Jürgen Jakumeit
+49 241 80 98032
j.jakumeit@access-technology.de

Projektinformationen

Laufzeit 
11/1/2022 –
10/31/2025
Förderkennzeichen
05M2022
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektträger
DESY Deutsches Elektronen-Synchrotron
Förderinitiative
MfI
Förderhinweis
Geschäftsfeld
Prozesssimulation
Projektstatus
in Bearbeitung