Topologisch optimierte Bauteile für generative Fertigungsverfahren (TopGenIII)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Alexander Verl
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung seit 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246665445

Für moderne Werkzeugmaschinen wird maximale Performanz bei guter Energie- und Ressourceneffizienz gefordert. Konstruktiver Leichtbau mit Hilfe von Topologieoptimierung ermöglicht belastungsgerechte Materialverteilungen und damit ein optimiertes Verhältnis der erzielten Steifigkeit bezüglich des eingesetzten Materials. Zur Fertigung topologieoptimierter Bauteilstrukturen kommen meist additive Fertigungsverfahren zum Einsatz. Diese sind sehr kosten- und zeitaufwendig, was vor allem für großvolumige Bauteile des Maschinenbaus häufig den wirtschaftlichen Einsatz verhindert. Im Rahmen des beantragten Vorhabens wird die Herstellung topologieoptimierter Komponenten mit Hilfe des Layer Laminate Manufacturing Verfahrens (LLM) untersucht. Nachdem die prinzipielle Eignung des Verfahrens in den abgelaufenen Förderperioden aufgezeigt werden konnte, stehen nun die optimierte Strukturierung der Schichten über eine Dichteadaption sowie die Korrelation von Fertigungsparametern und erzielten Bauteileigenschaften im Fokus. Hierbei wird unter anderem untersucht, inwiefern sich die Bauteildämpfung durch den Schichtaufbau beeinflussen lässt, um gezielt passive Dämpfung ins System einbringen zu können. Die Erkenntnisse beider Aspekte sollen abschließend zur praktischen Validierung anhand geeigneter Anwendungsbeispiele kombiniert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Armin Lechler