Leichtmetall-Bauteile per WAAM herstellen

Im neu errichteten Additive Manufacturing Laboratory am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen (Österreich) werden komplexe 3D-Bauteile mit dem Fertigungsverfahren WAAM (Wire+Arc Additive Manufacturing) hergestellt.

02. September 2019
Leichtmetall-Bauteile per WAAM herstellen
(Bild: AIT/LKR/Lang)

Die notwendigen WAAM-tauglichen Schweißdrähte aus Aluminium- und Magnesiummaterialien werden von den LKR Wissenschaftlern bereits seit mehreren Jahren erforscht. In der hauseigenen smarten Drahtfertigungsroute werden diese Sonderdrähte entwickelt, gepresst und aufgespult. Ein Schweißroboter fertigt daraus ein Bauteil, indem er schichtweise den Schweißdraht in mehreren Lagen übereinander legt. Im AM-Laboratory können mittels werkstoffspezifischer Prozessführung, einem mehrachsigen Robotiksystem und modernen Brennertechnologien komplexe 3D-Bauteile aufgebaut werden.

»Das LKR ist Vorreiter in der Erforschung und Weiterentwicklung des WAAM-Verfahrens als zukünftige Schlüsseltechnologie der Industrie. Der Vorteil liegt darin, dass komplizierte Geometrien bei reduziertem Materialeinsatz und wenig Ausschuss realisiert werden können«, sagt Martin Schnall, WAAM-Experte am LKR.

Die Wissenschaftler verfolgen einen ganzheitlichen Forschungs- und Entwicklungsansatz, um die eingesetzten Drahtwerkstoffe prozessspezifisch zu verbessern und für Aluminium- und Magnesiumdrähte gesteigerte mechanische Eigenschaften zu erreichen. Der Entwicklungsprozess umfasst die gesamte Wertschöpfungskette. Angefangen von der Legierungsdefinition und -herstellung, über die Drahtherstellung mit Sonderlegierungen, Schweiß- und WAAM-Prozessanpassungen bis hin zu finalen Prototypen und deren werkstoffkundlicher und mechanischer Charakterisierung.

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Dr. Stephan Ucsnik, Thematic Coordinator Material Based Design ergänzt: »Zusätzlich zu den experimentellen Schweiß- und WAAM-Entwicklungen werden im LKR die verwandten Themen FEM-basierte Werkstoff- und Prozesssimulation, Online-Monitoring, Data Management, CAD/CAM-Schnittstelle und Inline-Prozessregelung erforscht.«