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DVS Group
13.01.2021
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ifw jena

Neue Si­mulations­metho­de für additiv ge­fertigte Bau­teile

Ein Blick in die Glaskugel kann schön sein, ist aber wenig zuverlässig, wenn es um eine qualifizierte Vorhersage geht. Ganz anders ist dies bei Simulationen. Sie dienen stets dazu, verlässliche Daten über ein Verhalten oder ein Phänomen zu sammeln und zu analysieren. So wird am Modell erprobt, was Realität werden könnte. Das spart Zeit und Kosten.

Für die Fügetechnik wurde nun am Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH (ifw Jena), einer Beteiligungsgesellschaft des DVS, an einer zuverlässigen Methode gearbeitet, die die Bildung der Mikrostruktur von additiv gefertigten Titan-Bauteilen simulativ vorhersagen kann. Im Rahmen des Forschungsprojektes „SimKorn“ hat sich die Airbus Stiftungsprofessur für integrative Simulation und Engineering von Materialien und Prozessen (ISEMP) der Universität Bremen mit dem ifw jena zusammengetan. Gemeinsam haben sie sich mit dem Bauprozess additiv gefertigter Teile für den Werkstoff TiAl6V4 beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen beschäftigt.

Hier wurde eine Simulationsmethode gefunden, die gleich mehrere, entscheidende Faktoren berücksichtigt:

  • die Anlagenparameter,
  • die Ausrichtung des Bauteils im Bauraum sowie
  • die konstruierte Geometrie der Bauteile.


Die Simulationen wurden an der Universität Bremen durchgeführt, die Ergebnisse am ifw Jena experimentell validiert. Dazu wurden die simulierten Bauteile real hergestellt. Anschließend wurden Gefügeaufnahmen erzeugt und diese mit den Ergebnissen der Simulationsdaten abgeglichen.

In folgenden Forschungsprojekten sollen jetzt weitere Werkstoffe simuliert und damit das Modell erweitert werden. Mit dieser Entwicklung erleichtert das ifw jena die Nutzung und Implementierung additiver Fertigungsverfahren deutlich, weil sich anhand der erstellten Modelle Prozessergebnisse zeit- und kostengünstig vorhersagen lassen.

Das Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Förderprogramm Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF). Projektträger ist die Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS (DVS Forschung).