Innovative Verfahren und Funktionalisierung

Referent:in: Stefan Jakschick, ULT AG

In der additiven Fertigung mit metallischem 3D-Druck können luftgetragene Schadstoffe wie Metallstäube und Prozessnebenprodukte auftreten. Diese Schadstoffe wirken sich auf den Fertigungsprozess, die Bedienung der Anlage sowie die Nachbearbeitung aus und stellen ein Gesundheits- und Sicherheitsrisiko dar. Die VDI 3505 Blatt 6.1 liefert wichtige Hinweise zur Bewertung und Minimierung dieser Risiken. Sie beschreibt Maßnahmen zur sicheren Handhabung, geeignete Schutzvorkehrungen und organisatorische Anforderungen im Umgang mit luftgetragenen Schadstoffen.

In metal additive manufacturing (3D printing), airborne contaminants such as metal powders and process by-products can be released. These can affect the printing process, equipment operation, and post-processing, posing health and safety risks. VDI 3505 Part 6.1 provides key guidance on assessing and minimizing these hazards. It includes measures for safe handling, appropriate protective equipment, and organizational requirements to manage airborne contaminants effectively.

Referent:in: Fabian Jonas Müller, Hochschule Mittweida

Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurde mithilfe des 3D-Drucks ein textilbasiertes Schutzsystem gegen Stich- und Schnittwaffen entwickelt. Unter Anwendung des FLM-Verfahrens entstand ein Schutzsystem, bei dem eine speziell konzi-pierte Geometrie aus PP-GF direkt auf ein UHMWPE-Textil gedruckt wird. Die resultierende Struktur weist eine hohe Haf-tung zum Textil auf und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Schutzsystemen eine deutlich höhere Flexibilität. Mit dieser Struktur können zudem die Anforderungen der Leistungsstufe 4 der Durchstichfestigkeit gemäß DIN EN 388 erfüllt wer-den. Als nächster Schritt ist die Zertifizierung nach der Prüfrichtlinie VPAM KDIW 2004 zur Abwehr von Injektionsnadeln vorgesehen.

In this research project, a novel textile-based protective system against stab and cut threats was developed using addi-tive manufacturing. A specially designed geometry made of PP-GF was applied directly onto UHMWPE fabric via Fused Layer Modeling. The resulting structure demonstrates strong adhesion to the textile substrate and significantly improved flexibility compared to conventional protective systems. Moreover, the system meets the requirements of performance level 4 for puncture resistance in accordance with DIN EN 388. As a next step, certification according to the VPAM KDIW 2004 guideline for protection against hypodermic needle attacks is targeted.

Referent:in: Valentin Mauersberger, Fraunhofer IWU

Das Fertigungsverfahren WEAM ermöglicht die Integration elektrischer Leiter beliebigen Materials und in beliebiger Geometrie in additiv gefertigte Bauteile. Neben dem Aufbau einfacher Leitersätze ermöglicht dies die Generation sensorierter Bedienelemente, Antennenstrukturen zur Datenübertragung, beheizter Flächen und vielem mehr. Durch die Adaption des Fertigungsprozesses in bestehende Bewegungssysteme mit Werkzeugwechsel, können komplexe Baugruppen vollautomatisiert gefertigt werden. Dies wird exemplarisch anhand einer Knöchelorthese mit integrierten Heizdrähten zur wiederholten reversiblen Verformung dargestellt.

Referent:in: Joachim Kasemann, Mark3D GmbH

Mit Materialien wie PA6, Glasfaser, Carbon, Werkzeugstahl, Edelstahl oder reinem Kupfer lassen sich heute Bauteile additiv fertigen, die bislang ausschließlich mechanisch hergestellt werden konnten. Durch den veränderten Fertigungsprozess entstehen neue Möglichkeiten: Viele Bauteile lassen sich einfacher und schneller herstellen, oft sogar ohne speziell additivgerechtes Design.

Additive Fertigungsverfahren sind besonders geeignet, hochkomplexe, last- und gewichtsoptimierte Strukturen zu realisieren, die konventionell nicht oder nur sehr aufwendig herstellbar wären. In der Hybridbauweise werden unterschiedliche Materialien intelligent kombiniert – immer mit Blick auf die jeweilige Anforderung.

So lassen sich:

• der Materialeinsatz reduzieren,
• gleichzeitig die Struktureigenschaften verbessern und
• die Anzahl der Komponenten deutlich verringern.

Die richtige Material- und Prozesskombination ermöglicht eine flexible, wirtschaftliche und leistungsfähige Herstellung komplexer Bauteile, die gleichzeitig hohen mechanischen Belastungen standhalten. Die additive Fertigung eröffnet damit völlig neue Wege, um Produkte effizient, automatisiert und mit hoher Gestaltungsfreiheit umzusetzen – von der Einzelanfertigung bis zur Serie.