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Radträger

Mithilfe der Strahlschmelztechnologie können Leichtbaupotentiale bei hochbeanspruchten Bauteilen durch eine enorme Topologieoptimierung voll ausgeschöpft werden. Die beim Rennsport durch ständige Lastwechsel geforderte hohe Bauteilsteifigkeit kann trotz einer sehr komplexen Bauteilgeometrie durch additive Fertigung gewährleistet werden.

Material: AlSi10Mg

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Kühlmantel

Dargestellt ist eine Komponente zur Kühlung eines Elektromotors im Rennwagen. Durch additive Fertigung konnten das Bauteil und die Schlauchanschlüsse in einer Komponente gefertigt werden sowie ein komplexes Kanalsystem im Bauteil integriert werden. 

Material: AlSi10Mg

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Kraftstoff Schwappschutz

Die Möglichkeit zur Realisierung von komplexen Geometrien wird durch den dargestellten Kraftstoff Schwappschutz nachgewiesen. Mithilfe des fluiddynamisch optimierten Aufbaus wird verhindert, dass die Kraftstoffpumpe Luft ansaugt. Durch den richtungsabhängigen Druckaufbau mithilfe der beweglichen Kraftstoffklappen wird eine geringere Kraftstoffreserve im Tank benötigt. Das spart Gewicht und sichert zudem einen niedrigen Schwerpunkt des Fahrzeugs.

Material: AlSi10Mg

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Gewindewerkzeug

Das Serienwerkzeug war noch nicht fertig, aber die ersten Kunden sollten nicht warten. Daher wurden für dieses Gewindewerkzeug die ersten Serienteile in kürzester Zeit im Strahlschmelzen gefertigt. Dazu wurden die entsprechenden Kunststoffteile als PU-Teile im RP-Verfahren gegossen.

Material: Werkzeugstahl 1.2709 (Kunststoffteile: P1015)

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Triebwerks-Gehäuseteil

Strahlschmelzen eignet sich hervorragend für komplexe dünnwandige Bauteile. Die Luft- und Raumfahrttechnik kann hierbei mit Prototypen und Serienbauteilen bedient werden. In diesem Beispiel wird ein Prototyp eines Triebwerks-Gehäuseteil dargestellt, welche einen Durchmesser von 298 mm aufweist. Zudem wurden in dieses Bauteil typische Geometrieelemente für Luft- und Raumfahrtteile integriert: kleine Lochdurchmesser, Gewindeelemente, dünne Versteifungsrippen und lokale Materialanhäufungen.

Material: rostfreier Werkzeugstahl 1.2083

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Portable Power Supply

Dargestellt wird eine Komponente für die Mikroenergietechnik. Besonderheit hierbei ist der modulare Aufbau mit integrierten Kanälen und Strukturen mit minimalen Größen bis zu einem Zehntel Millimeter.

Material: Edelstahl 1.4404

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Replikat Goldschale

Für das Replizieren von metallischen Kunstgegenständen kommen heute in der Regel Sand- und Feingussverfahren zum Einsatz. Dafür ist die Bereitstellung eines Modells und einer Form erforderlich, welche die Hauptkostenbestandteile für Einzelstücke und Kleinstserien darstellen. Beim Strahlschmelzen hingegen sind lediglich Scan- oder 3D-CAD-Daten des Originals erforderlich, um das Bauteil direkt zu fertigen. Im dargestellten Beispiel wird ein Replikat einer Goldschale gezeigt, welches Strukturgrößen im zehntel Millimeterbereich aufweist.

Material: Edelstahl 1.4404

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Blechteil-Prototyp

Die werkzeuglose Fertigung beim Strahlschmelzen ermöglicht die schnelle und wirtschaftliche Bereitstellung von Blechtteilprotypen für die Automobilindustrie und andere Wirtschaftsbereiche.

Material: AlSi10Mg

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Leichtbau-Fahrradkurbel "neo-crankset"

Strukturleichtbau in Form von inneren Hohl- und Gitterstrukturen sowie das Herstellen topologieoptimierter Geometrien lassen sich mit Strahlschmelztechnolgie realiseren. Am dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Leichtbau-Kurbelgarnitur für Fahrräder. Als innovatives Merkmal gilt die sog. „Sandwichwandung", die den Aufbau einer sonst dicken Wandstärke noch einmal unterteilt. So wurde im mittleren Bereich der Wanddicke eine Raumgitterstruktur eingebracht, die die Gesamkonstruktion bei annähernd gleicher Festigkeit noch leichter werden lässt. Zudem konnten Hohlräume und Verstrebungen in stark verwinkelten Bereichen realisiert werden, sodass dieses Bauteil ein äußerst geringes Gewicht von weniger als 240 g aufweist. Aufgrund dieses enormen Gewichtsunterschiedes zu bisherigen Kurbeln mit einem Mindestgewicht von ca. 300 g und der innovativen Konstruktions- und Fertigungsmöglichkeit, wurde diese Kurbel mit dem Eurobike Award 2010 in der student category ausgezeichnet.

Design: Dipl.-Des. Robert Taranczewski

Material: AlSi12

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Gehäuse für adaptronisches Stellsystem

Strahlschmelzen findet auch Anwendung für die Herstellung von komplexen Maschinenbaukomponenten in geringen Stückzahlen. In diesem Beispiel wird ein Gehäuse für ein adaptronisches Stellsystem dargestellt. Die Schwierigkeit an diesem Bauteil ist die geringe Wandstärke von nur 0,3 mm zwischen den einzelnen Taschen für die adaptronischen Komponenten. Diese Taschen mit den geringen Wandstärken lassen sich mittels konventioneller Fertigungsverfahren, wie z. B. Fräsen oder Senkerodieren, nur sehr schwer realisieren. Bei diesem Projekt wurde eine Kleinserie von vier Bauteilen gefertigt. Dabei hat sich im Benchmark zu anderen Fertigungsverfahren gezeigt, dass neben der enormen Zeitersparnis auch ein wirtschaftlicher Vorteil erzielt werden konnte.

Material: Werkzeugstahl 1.2709

Gehaeuse-Adaptronik

Miniaturkühler

Komplexe Kühler und Wärmetauscher lassen sich mittels Strahlschmelzen in einem Stück realisieren.

Material: Edelstahl 1.4404

Miniaturkuehler

Turbinenrad

Komplexe Prototypen und Kleinserien für Turbinenräder und -schaufeln lassen sich innerhalb kürzester Zeit mittels Strahlschmelzen herstellen. Hinzu kommt, dass nahezu beliebig komplexe Kühlkanäle in das Bauteil integriert werden können, welche nur sehr schwer oder gar nicht mit anderen Fertigungsverfahren realisierbar sind.

Material: Inconel 718

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