Wir freuen uns, mit einem Teilprojekt an der DFG-Forschungsgruppe „Simulationsgestützte Auslegung der fertigungsgerechten Herstellung von belastungsoptimierten Freiformbauteilen mittels Laserauftragschweißen (DED-LB/M)“ mitzuwirken.

Die computergestützte Optimierung von Bauteilen bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere im Hinblick auf Ressourcenschonung und Gewichtsreduktion. Sie ermöglicht die Entwicklung von Bauteilen, die mechanisch hoch belastbar sind und gleichzeitig deutlich leichter ausfallen als herkömmliche Konstruktionen. Auch das roboterbasierte Laserauftragschweißen (DED-LB/M) mit drahtförmigem Zusatzmaterial profitiert von solchen Ansätzen, doch die dahinterliegenden Prozesse sind bislang noch nicht vollständig erforscht. Die Forschungsgruppe setzt genau hier an. Ihr Ziel ist es, die Abläufe während der Fertigung besser zu verstehen und zu optimieren. Dabei wird ein 6-Achs-Roboter eingesetzt, der einen flexiblen Materialauftrag aus beliebigen Winkeln ermöglicht. Ein weiterer 6-Achs-Roboter wird für die fräsende Nachbearbeitung eingesetzt.

Der LPS befasst sich mit Teilprojekt 2 „Bahnplanung und Anlagenstruktur zur Kombination von Laserauftragschweißen und fräsender Nachbearbeitung in einer Roboterzelle zur flexiblen Herstellung großvolumiger topologieoptimierter Bauteile“. Im Fokus steht die Entwicklung einer fortschrittlichen Werkzeugbahnplanung für den additiven Fertigungsprozess, die durch die Integration von Topologieoptimierung und Einflussnahme auf die Wärmeeinflusszonen, qualitativ hochwertige Bauteile ermöglicht und dadurch eine zentrale Rolle in der Forschungsgruppe einnimmt. Darüber hinaus werden sowohl die dynamischen Eigenschaften der 6-Achs-Roboter als auch die gegenseitigen prozessbedingten Wechselwirkungen zwischen den Fertigungsprozessen und den Roboterbewegungen umfassend analysiert.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat das Vorhaben zunächst für vier Jahre bewilligt. Neben dem LPS sind die folgenden Lehrstühle und Institute an der Forschungsgruppe beteiligt:

    Institut für Kontinuumsmechanik, Leibniz Universität Hannover
    Lehrstuhl für Laseranwendungstechnik, Ruhr-Universität Bochum
    Lehrstuhl für Regelungstechnik und Systemtheorie, Ruhr-Universität Bochum
    Lehrstuhl für Werkstofftechnik, Ruhr-Universität Bochum
    Lehrstuhl für Neue Fertigungstechnologien und Werkstoffe, Bergische Universität Wuppertal
    Virtual Machining, Technische Universität Dortmund