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Die denken additiv Interessante Innovationen für die additive Fertigung

Quelle: Fraunhofer ILT 3 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Die Formnext macht das Fraunhofer ILT zum Ort, wo gleich drei gravierende Fragen zum 3D-Druck beantwortet werden, wie die Forscher versprechen ...

Auf der Formnext 2026 will das Fraunhofer ILT zeigen, wie man additive Fertigung quasi denkt! Das will man unter anderem anhand von drei Exponaten demonstrieren. Dazu gehört etwa der Fluidic Powder Switch, der dabei hilft, wertvolles Metallpulver nicht mehr zu verschwenden ...(Bild: Fraunhofer ILT)
Auf der Formnext 2026 will das Fraunhofer ILT zeigen, wie man additive Fertigung quasi denkt! Das will man unter anderem anhand von drei Exponaten demonstrieren. Dazu gehört etwa der Fluidic Powder Switch, der dabei hilft, wertvolles Metallpulver nicht mehr zu verschwenden ...
(Bild: Fraunhofer ILT)

Was ist, wenn die additive Fertigung der Wasserstoffwirtschaft komplexe Bauteile maßschneidert? Wie lässt sich Pulver so schnell an- und ausschalten wie ein Lichtschalter? Woher weiß ein Werkzeug selbstständig, wie stark es gerade belastet wird? Das sind drei Fragen, die das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) aus Aachen auf der Formnext im Frankfurt am Main erörtern will. Denn egal, ob Filterstruktur, Pulverschalter oder Sensor – was bisher ein separates Bauteil, eine externe Baugruppe oder ein zusätzlicher Fertigungsschritt war, wandere mehr und mehr direkt in die additiven Prozesse oder die gefertigte Struktur. Diesen Ansatz verfolgt man am ILT auch konsequent weiter.

1.: Den Pulverfluss rasch an- und ausschalten

Metallpulver ist einer der größten Kostentreiber beim Laserauftragschweißen (LMD). Ein erheblicher Teil davon strömt auch noch ungenutzt durch die Anlage – etwa wenn der Laser bei komplexer Bahnplanung kurz pausiert, das Pulver aber weiterläuft. Die Folgen heißen nicht nur Pulververlust sondern auch verschmutzte Bauteile und Handhabungssysteme sowie dadurch Risiken für Anlagenkomponenten und geringere Arbeitssicherheit. Bisherige Systeme schalten die Pulverbewegung mechanisch, was mit Schaltzeiten von über einer Sekunde einhergeht und Verschleiß an den bewegten Teilen bedeutet, so die Forscher. Für hochdynamische LMD- und EHLA-Prozesse mit häufigen, kurzen Schaltzyklen ist das aber nicht brauchbar.

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Das Venturi-Prinzip braucht keine Mechanik

Hier punkte aber der am ILT entwickelte Fluidic Powder Switch! Denn dieser schaltet stattdessen direkt an der Düse! Also dort, wo das Pulver den Fertigungsprozess erreicht. Die Grundlage ist das Venturi-Prinzip: Ein Steuergasstrom erzeugt in einer Querschnittsverengung einen Unterdruck und saugt das Pulver in einen Auffangbehälter ab, statt es in die Prozesszone zu leiten. Das klappt in Millisekunden! Die Schaltzeit sinkt damit um über eine Größenordnung. Das patentierte System arbeitet nahezu verschleiß- und wartungsfrei. Außer dem reinen Ein- und Ausschalten erlaube es auch den Wechsel zwischen mehreren Materialien sowie eine stufenweise Einstellung des Pulvermassenstroms. Der wirtschaftliche Vorteil sei beträchtlich. Und es kommt noch besser: Betriebskosten des Steuergases liegen dabei um mehr als drei Größenordnungen unter den Materialkosten des eingesparten Pulvers.

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