AM-Sert

Anforderungsgerechte Gestaltung von Fügezonen mit Inserts in additiv gefertigten Bauteilen

Eine zentrale Herausforderung bei der industriellen Nutzung additiv gefertigter Fused Layer Modeling (FLM) Komponenten ist die Verbindung mit anderen Bauteilen und/oder Baugruppen. Jedoch sind etablierte Fügesysteme für thermoplastische Kunststoffbauteile (z.B. metallische Gewindeeinsätze in Spritzgussbauteilen) und deren Gestaltungsrichtlinien nur bedingt übertragbar, da diese die prozessbedingt inhomogene Werkstoffstruktur und den anisotropen Aufbau in der Fügezone des FLM-Bauteils nicht berücksichtigen. Das Ziel ist daher die Erarbeitung eines umfangreichen Verständnisses bei der nachträglichen Integration von metallischen Gewindeeinsätzen in additiv gefertigten FLM-Bauteilen, um derzeitige Einsatzrestriktionen überwinden, die erzielbaren Verbindungseigenschaften steigern und die Gestaltung und Auslegung von anforderungsgerechten Fügezonen ermöglichen zu können.

Basierend auf der Identifizierung geeigneter Einbringungstechnologien werden die Auswirkungen von prozesstechnischen und geometrischen Einflussfaktoren auf die Verbindungseigenschaften in umfangreichen Versuchen analysiert. Neben der computertomographiebasierten Struktur- und Schädigungsanalyse werden zudem Vergleichsuntersuchungen zum Spritzgießen durchgeführt und ermöglichen eine direkte Einordnung im Vergleich zu etablierten Fügesystemen.

Das hohe Potential von metallischen Gewindeeinsätzen in FLM-Bauteilen wird zudem durch die Erarbeitung praxisrelevanter Gestaltungsrichtlinien herausgestellt und befähigt so Anwender und Konstrukteure zur anforderungsgerechten Auslegung derartiger Verbindungssysteme.