Generierung seriennaher Eigenschaften für die Fahrzeugabsicherung durch die Nutzung additiver Fertigungsverfahren auf direkter und indirekter Prozessroute

Additive Fertigungsverfahren bieten die Möglichkeit Bauteile gerade in kleinsten Stückzahlen wirtschaftlich herzustellen. Daher sind diese Verfahren in der Automobilindustrie zum aktuellen Zeitpunkt vor allem für Anwendungen in der Fahrzeugentwicklung und Erprobung (Absicherung) und zur Herstellung von Kleinserien verbreitet im Einsatz. In der Phase der Fahrzeugabsicherung ist es das Ziel Bauteile mit möglichst seriennahen Eigenschaften einzusetzen, um Informationen über die Bauteilperformance im späteren Serieneinsatz zu erhalten. Derzeit gibt es allerdings kaum Werkstoffe, die über ein ähnliches Eigenschaftsspektrum wie konventionelle Werkstoff verfügen. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei Pfade zur Erreichung serienähnlicher Bauteileigenschaften betrachtet.
Auf der direkten Prozessroute wird die Kombination von TPU-Werkstoffen für das Selektive Laser-Sintern (LS) und AF-spezifischer geometrischer Freiheit untersucht. In diesem Bereich der Arbeit wird der Einfluss von Prozessparametern und Geometriemerkmalen regelmäßiger Gitterstrukturen erforscht. Eine Auswahl an Strukturen wird hinsichtlich ihres Kurz- und Langzeitverhaltens unter mechanischer Belastung im Bezug auf Anforderungen der Automobilindustrie spezifiziert.
Auf der indirekten Prozessroute wird die Verwendung kunststoffbasierter, additiv gefertigter Werkzeuge untersucht, um werkstoffliche Restriktionen der additiven Fertigung zu umgehen. Es werden verschiedene in AF verarbeitbare, duroplastische Werkzeugwerkstoffe im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit im Spritzguss untersucht und bewertet. Automobiltypische Spritzgusswerkstoffe werden zu Probekörpern verarbeitet und hinsichtlich resultierender mechanischer Eigenschaften erforscht.