Erfolgsfaktor für die wirtschaftliche Anwendung ist die Kombination hochfunktionaler LAM-Bauteile mit konventionellen Halbzeugen

Das Ziel des Vorhabens StaVari ist die Entwicklung einer durchgängigen Prozesskette für die additive Fertigung von komplexen, variantenreichen und hochfunktionalen Produkten aus innovativen Stahlwerkstoffen.

Für den Nachweis der industriellen Anwendbarkeit der angestrebten Lösungen soll eine Fertigungszelle mit automatisierter Prozessüberwachung erarbeitet werden. Dem Fügeprozess kommt neben der Prozesssteuerung und  -überwachung sowie der Effizienzsteigerung  eine besondere Bedeutung zu. Stahl als hochfester Werkstoff bietet wirtschaftliche Bauweisen, verfügt über weltweite Recyclinginfrastrukturen und hat vergleichsweise niedrige Kosten.

Entwicklung und Optimierung von Bauteildesign, Werkstoff, laseradditive Fertigung, Wärmebehandlung, Fügetechnik, Automatisierung und Qualitätsmanagement durch Betrachtung auf vier Systemebenen:

Anwendung niedriglegierter Stahlwerkstoffe für die Laseradditive Fertigung

Entwicklung aller Bestandteile der Prozesskette

  • Entwicklung der Pulververdüsung von untereutektoiden Stählen inklusive der Charakterisierungsmethoden
  • Belichtungsstrategien und selektive Mehrschichtbelichtung an Stählen -> Effizienzsteigerung bei minimierten Verzug, Aufhärtung, höchstmöglicher Oberflächengüte, etc.
  • Gezielte Einstellung von anwendungsspezifischen Kennwerten durch Wärmebehandlun Prozessüberwachung zur Qualitätssicherung. Auswirkungen der Schichtgradienteneigenschaften auf Bauteileigenschaften inklusive der gezielten Beeinflussung dieser Fügeprozesse: Integration der Schweißnahtvorbereitung in die LAM gerechte Konstruktion von Bauteilen, Toleranzausgleichskonzepte, Schweißverfahren, etc.
  • Qualifizierung qualitätsgerechter thermischer und mechanischer Fügeprozesse für hybride Verbindungen.
  • Eigenschaftsprofil von bisher nicht definierten hochfesten, duktilen und kostengünstigen Stählen festlegen
  • Betrachtung der gesamten Prozesskette von Bauteildesign, Pulververdüsung, Lasergenerierprozess, Wärmebehandlung, Fügetechnik sowie der jeweiligen Qualitätssicherungsmethoden
  • Verkettung und Integration der Anlagen- und Qualitätssicherungs- sowie Prüftechnik

Validierung der Prozessketten an hochkomplexen und flexiblen Fertigungsbeispielen

  • hochbelastete multifunktionale und variantenintensive Fahrzeugstruktur
  • Komponenten für hochintegrierte medizintechnische Geräte (C-Bogen mit integriertem Röntgengenerator)