MALEDIF
In der Pulverbett additiven Fertigung werden mit einem Laser dünne Schichten metallischen Pulvers geschmolzen, welche während der Kühlung aushärten und sich mit dem bereits gefertigten Material verbinden. Nach Beendigung einer Schicht wird die Oberfläche mit einer neuen Schicht Pulver bedeckt. Dieser Vorgang wird wiederholt bis das gewünschte dreidimensionale Objekt entstanden ist. Durch die ungleichmäßige Wärmeverteilung, die durch den Laser erzeugt wird, ist das Objekt für gewöhnlich starker mechanischer Spannung ausgesetzt, was zu erheblichem Verzug nach der Abkühlung führen kann. In diesem Projekt wird untersucht, in wiefern die Druckordnung, das heißt die Reihenfolge in welcher der Laser das Objekt erwärmt, einen Einfluss auf den Verzug im fertigen Produkt hat. Wir verwenden Techniken der gemischt ganzzahligen Optimierung und des Machine Learning, um eine optimale Druckreihenfolge zu ermitteln. Die Ergebnisse werden mit den Partnern aus der Ingenieurswissenschaft getestet und ausgewertet. Diese Untersuchungen sind Teil eines gemeinsamen Vorhabens mit verschiedenen Partnern des mathematischen Instituts der BTU Cottbus - Senftenberg. In diesem Kontext wird auch erforscht, ob andere Produktionsparameter, abgesehen vom Verzug, optimiert werden können. Zum Beispiel untersucht das Fachgebiet "Stochastik und ihre Anwendungen" die Übergange zwischen den unterschiedlichen Materialphasen, um die Eigenschaften des gefertigten Objektes zu simulieren. Außerdem verwendet das Fachgebiet "Angewandte Mathematik" Methoden der Bilderkennung um das Produkt geeignet zu segmentieren. Ziel ist es hier, die einzelnen Segmente unabhängig voneinander zu betrachten.
Partner
Markus Bambach (BTU Cottbus - Senftenberg und ETH Zürich)
Michael Breuß (BTU Cottbus - Senftenberg)
Carsten Hartmann (BTU Cottbus - Senftenberg)
Finanzierung
EFRE
Vorträge
- Mathematical Modeling and Optimization for Powder-Based Additive Manufacturing, ESAFORM 2020, 04.05.2020
- Reducing Warping in Powder-Bed Additive Manufacturing, 7. TOR-Workshop, 08.03.2021
- Reducing Warping in Powder-Bed Additive Manufacturing, Workshop Optimierung, 25.03.2021
Veröffentlichungen
- Bambach, M., Fügenschuh, A., Buhl, J., Jensch, F., & Schmidt, J. (2020). Mathematical Modeling and Optimization for Powder-Based Additive Manufacturing. Procedia Manufacturing, 47, 1159-1163.