Gestalten von und mit AM-gerechten Lösungsprinzipien

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hansgeorg Binz
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428335847

Additive Fertigungsverfahren eröffnen für die Produktentwicklung neue Möglichkeiten, welche besonders durch die Gestaltungsfreiheit hervorgerufen werden. Andererseits unterliegen die Verfahren auch einigen Einschränkungen, welche vor allem die Genauigkeit, die maximale Bauteilgröße und die Stückzahlen betreffen. Für die Entwicklung konkurrenzfähiger Endprodukte, die mit additiven Fertigungsverfahren herstellbar sind, bedarf es daher angepasster Konstruktionen und geänderter Lösungsprinzipien.Die Lösungsprinzipien, welche sich für additiv gefertigte Bauteile eignen, zeichnen sich u. a. durch eine Optimierung der Funktionalität, eine leichtbaugerechte Gestaltung, die Beschränkung auf verfügbare Materialien, die Reduzierung der Fertigungskosten und die Beachtung erzielbarer Genauigkeiten aus. Lösungsprinzipien, die diese Randbedingungen erfüllen, werden im Rahmen dieses Projekts als Additive-Manufacturing-gerecht (AM-gerecht) bezeichnet.In diesem Projekt wird zwischen zwei verschiedenen Bestandteilen eines AM-gerechten Konstruierens unterschieden. Es wird die Konstruktion von und die Konstruktion mit AM-gerechten Lösungsprinzipien untersucht. Bei der Untersuchung von AM-gerechten Lösungsprinzipien wird eine Methode erarbeitet, die Konstrukteure zur Entwicklung AM-gerechter Lösungsprinzipien für einfache Funktionen befähigt. Zur Erstellung der Methode werden AM-gerechte Lösungsprinzipien gesammelt und untersucht. Die Sammlung wird durch angepasste und eigenentwickelte AM-gerechte Lösungsprinzipien ergänzt.Bei der Untersuchung der Konstruktion mit AM-gerechten Lösungsprinzipien wird eine Methode entwickelt, mit Hilfe derer die einzelnen Lösungsprinzipien für spezifische Produkte ausgewählt und für die Integration in die Produkte angepasst werden können. Beim Konstruieren mit AM-gerechten Lösungsprinzipien kann die zuvor erstellte Sammlung verwendet werden.Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erlangung von Erkenntnissen über elementare Eigenschaften AM-gerechter Lösungsprinzipien und der funktionsintegrierenden Gestaltung mit diesen. Wobei das methodische Vorgehen zur Entwicklung von Lösungsprinzipien und der Entwicklung mit Lösungsprinzipien unter dem Gesichtspunkt der standardisierten Sammlung der Lösungsprinzipien im Fokus stehen. Durch die Entwicklung eines methodischen Vorgehens soll das Finden von AM-gerechten Bauteilgestalten zur Realisierung von Funktionen mittels additiv gefertigter Bauteile unterstützt und somit zweckmäßige Konstruktionen mit einem hohen Maß an Funktionsintegration und einer kompakten Bauweise hervorgebracht werden. Weiterhin soll durch die methodische Unterstützung die Entwicklung additiv gefertigter Bauteile effizienter werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen