Fördergeber: DFG
Projektbearbeitung: Lisa Windisch
Zusammenfassung des Gesamtprojektes
Die additive Fertigung erweitert, bedingt durch das Funktionsprinzip des schichtweisen Materialauftrags, die konstruktiven Freiheiten der etablierten, konventionellen werkzeugbasierten oder abtragenden Fertigungsverfahren. Ein großes Potenzial stellt die Kombination unterschiedlicher Materialien zur Realisierung diskreter Materialübergänge dar, ohne dass zusätzliche Fügeprozesse erforderlich sind. Hierdurch eröffnen sich Möglichkeiten zur Integration materialspezifischer Eigenschaften. So können z. B. durch Einbringung von (Nano-)Partikeln mit elektrisch leitfähigen Eigenschaften wärmeerzeugende Strukturen generiert werden. Basierend auf Faktoren wie dem Massengehalt, der Verteilung oder der Ausrichtung der Partikel können diese Eigenschaften gezielt lokal angepasst werden. Anwendungsbereiche für wärmeerzeugenden Funktionsstrukturen finden sich u. a. in einer konturnahen Erwärmung von Bauteilbereichen zur Steigerung des Klimakomforts (z. B. Elektromobilität) oder einer lokalen Aktivierung von Formgedächtnispolymeren zur Realisierung von Aktoren (4D-Druck).
Zwei zentrale Herausforderungen limitieren den Einsatz derzeit. Zum einen sind die Eigenschaften der verfügbaren Kunststoff-Partikel-Kompositmaterialien v. a. in Bezug auf die elektrische Leitfähigkeit limitiert. Zum anderen existieren kaum Methoden zur Unterstützung des Produktentwicklers im Hinblick auf eine systematische Bauteilkonzeption, -auslegung und -gestaltung von additiv gefertigten wärmeerzeugenden Strukturen, speziell unter Berücksichtigung der dispersen und materialspezifischen Eigenschaften der Füllstoffe.
Abb.: Projektübersicht und Schnittpunkte mit den Projektpartnern
Ziele und Aufgaben des iPAT
Projektpartner
Prof. Dr.-Ing. Thomas Vietor, Institut für Konstruktionstechnik (IK), TU Braunschweig