Fertigungsverfahren für metallische Werkstoffe

Das Fraunhofer IFAM verfügt über ein breites und tiefes Know-how in unterschiedlichen metallurgischen Fertigungsverfahren. An den Standorten Bremen, Dresden und Wolfsburg arbeiten unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit hochmoderner Technik an Lösungen für kundenspezifische Bauteilanforderungen aus verschiedensten Technikbereichen und überführen diese in die industrielle Fertigung.

Dabei beantworten sie auch technologieübergreifende fertigungs- und werkstofftechnische Fragestellungen und arbeiten je nach Bedarf in Projektteams aus unterschiedlichen Bereichen des Instituts wie bswp. den Faserverbund- und Composite-Materialien sowie der Kleb- und Oberflächentechnik eng zusammen.

Hier finden Sie einen ersten Einstieg in die Fertigungsverfahren, die wir am Fraunhofer IFAM beherrschen.

• Pulvermetallurgie
• Metallpulverspritzguss (MIM)
• Additive Fertigung
• Gießereitechnologie
• Drucktechnologien
• Unterstützenden Technologien

Pulvermetallurgie

Pulvermetallurgische Technologien bieten einzigartige Möglichkeiten für die Entwicklung von Sinter- und Verbundwerkstoffen mit maßgeschneiderten Eigenschaften und Eigenschaftskombinationen. Ausgangspunkt für pulvertechnologische Lösungen ist immer das verwendete Material. Durch das Mischen von Pulvern lassen sich Werkstoffe mit den erforderlichen Eigenschaftsprofilen herstellen. So lassen sich z. B. Eigenschaften wie Härte, Zähigkeit, E-Modul, Verschleiß und Wärmedehnung an die Erfordernisse anpassen.

Metallpulverspritzguss (MIM)

Der Metallpulverspritzguss verbindet die Formgebungsmöglichkeiten des Kunststoffspritzgießens mit der Werkstoffauswahl und den Werkstoffeigenschaften der Pulvermetallurgie. Das Verfahren ermöglicht die Verarbeitung einer breiten Werkstoffpalette und die Produktion einer hohen geometrischen Bauteilkomplexität bei gleichzeitig großer Stückzahl. Beim MIM-Verfahren wird Metallpulver durch Zusatz von thermoplastischen Kunststoffen und Wachsen fließfähig gemacht und in einem Spritzgussprozess abgeformt. Danach wird der Kunststoffanteil wieder entfernt und das Bauteil dichtgesintert.

Additive Fertigung

Durch den Einsatz additiver Verfahren können Bauteile aus Pulvern in nahezu beliebigen und sehr komplexen Formen entstehen. Dabei erhalten die gefertigten Bauteile ihre Endeigenschaften direkt im Prozess. Allen marktgängigen Verfahrensvarianten gemeinsam ist dabei das Prinzip des werkzeuglosen, schichtweisen Aufbaus des Bauteils auf Basis eines dreidimensionalen CAD-Modells. Anwendung finden diese Verfahren insbesondere bei der Umsetzung der schnellen Produktentwicklung in der Prototypen- und Kleinserienfertigung sowie im Bereich der sinterbasierten Verfahren zunehmend auch in der Serienfertigung geometrisch komplexer Bauteile.

Gießereitechnologie

Das Fraunhofer IFAM begleitet industrielle Kunden bei der gießtechnischen Umsetzung einer Idee vom ersten Prototyp bis zum anwendbaren Produkt. Dafür besitzt das Institut umfangreiche Anlagentechnik für Druckguss, Niederdruckguss und Feinguss. Hier werden Aluminium, Magnesium, Zink, Kupfer, Stahl und kundenindividuelle Sonderlegierungen verarbeitet. Forschungsschwerpunkte liegen in der Entwicklung neuartiger Kern- und Formwerkstoffe (z. B. Salz oder Keramiken) sowie der Erschließung gießtechnischer Anwendungen im Bereich alternativer Antriebe mit dem Ziel den Kunden ein breiteres Anwendungsspektrum für ihre Produkte und Technologien zu ermöglichen. Ein weiterer Schwerpunkt bildet der Hybridguss, der Gussbauteilen mit integrierten Strukturen zur Anbindung an andersartige Materialien wie Faserverbund oder Blech- und Profilstrukturen ermöglicht. Durch die Kombination mit der Simulation können parallel zur Entwicklung der Technologien direkt Simulationsmodelle und Grenzflächenmodellierungen aufgebaut werden. Weitere Entwicklungen betreffen die direkte Integration von Sensorstrukturen in Gussbauteile sowie anforderungsspezifische Lösungen für eine individuelle und sichere Bauteilkennzeichnung.

Drucktechnologien

In der industriellen Fertigung besteht ein großer Bedarf an funktionalen Strukturen zur Optimierung der Bauteileigenschaften verschiedenster Komponenten. Zur gezielten Funktionalisierung können Strukturen mit Druckverfahren passgenau an den erforderlichen Bauteilstellen aufgebracht werden. Sensoren oder elektronische Komponenten können so in bestehende Produkte integriert werden und verleihen dem Bauteil zusätzliche oder ganz neue Eigenschaften.

Unterstützende Technologien

Das Technologieportfolio wird abgerundet durch entsprechende unterstützende Technologien. Dazu zählen unter anderem Computersimulation und eine umfangreiche Metallographie und Analytik mit Schwerpunkt auf Pulvercharakterisierung und Rheologie sowie Röntgendurchleuchtung und Computertomographie. Einen wichtigen Schwerpunkt bilden Anlagen und technische Ausrüstung zur Wärmebehandlung.