Über die IGF

Forschungsvereinigungen müssen für die Antragstellung im Rahmen der IGF autorisiert sein. Noch nicht autorisierte Forschungsvereinigungen können einen Antrag auf Autorisierung im Förderprogramm Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) stellen, wenn die Kriterien gemäß der Anlage Förderrichtline erfüllt sind.

Die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) ist ein europaweit einzigartiges, themenoffenes und vorwettbewerbliches Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE), das kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) einen einfachen Zugang zu praxisorientierter Forschung ermöglicht.

Eine Kurzdarstellung veranschaulicht den Prozess von der Idee bis zur Veröffentlichung des Forschungsergebnisses.

Hier finden Sie eine Übersicht aller IGF-Forschungsvereinigungen.

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Mit den Mitteln der IGF werden im transnationalen Netzwerk CORNET auch Projekte gemeinsam mit internationalen Kooperationspartnern durchgeführt ...

Geförderte Projekte

Im Rahmen des IGF-Kongresses wurde das IGF-Projekt des Jahres 2025 gewählt. Unter 23 Einreichungen hat der Wissenschaftliche Rat der IGF drei Finalisten nominiert. Das Gewinner-Team wurde durch das Publikum gewählt.

Ein kleiner Ausschnitt der bisher rund 12000 geförderten Projekte bietet einen Einblick in die Vielfalt der Forschungsthemen.

Die Projektdatenbank der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) umfasst rund 12000 abgeschlossene und laufende IGF-Vorhaben seit dem Jahr 1995 und wird regelmäßig aktualisiert.

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Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Die Projektdatenbank der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) umfasst rund 12000 abgeschlossene und laufende IGF-Vorhaben seit dem Jahr 1995 und wird regelmäßig aktualisiert.

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LPBF-Pulverbaukasten zur gezielten Einstellung von Bauteileigenschaften

Laufzeit:01.11.2019 - 30.04.2022
Vorhaben-Nr. 20933 N

Forschungsvereinigung:

Forschungsgesellschaft Stahlverformung e.V. - FSV
Goldene Pforte 1
D-58093 Hagen
Tel.: +49 2331 9588-0

Forschungseinrichtungen:

  • Fraunhofer-Gesellschaft e.V. Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM - Klebtechnik und Oberflächen

  • RWTH Aachen Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau

Vorhabenbeschreibung:

Logo Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Der Umsatz durch additive Fertigung (AM) wächst jährlich um 30 %. Verschiedenste Verfahren etablieren sich auch im Bereich der stahlverarbeitenden Industrie. Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) ermöglicht die werkzeuglose, einstufige Herstellung geometrisch komplexer Bauteile aus Metallpulvern, wodurch Marktanteile in der Prototypen- oder Kleinstserienfertigung bestehen. Die Ausschöpfung des hohen Marktpotentials ist aktuell durch die limitierte Werkstoffpalette und die resultierenden engen Anwendungsbereiche begrenzt.

Im beantragten Vorhaben wird eine Methodik vorgestellt, die die Eigenschaften von LPBF-Bauteilen auf spezifische Anforderungsprofile mittels der Verarbeitung von Pulvermischungen und in-situ Legierungsbildung im LPBF-Schmelzbad ausrichtet. Mit einer begrenzten Auswahl an kommerziell erhältlichen Ausgangspulvern können im Pulverbaukastenprinzip sehr flexibel und preisgünstig zahlreiche neue Legierungen mit einem maßgeschneiderten Eigenschaftsspektrum hergestellt werden.

Die Methodik „LPBF-Pulverbaukasten“ wird anhand zweier Werkstoffkonzepte evaluiert. Die Mischungsstrategie basiert auf Thermocalc-Simulationen, welche Informationen zu Gehalten und Zusammensetzungen einzelner Phasen während der Prozessführung liefern. Anhand eines Rakelprüfstands wird eruiert, wie ein homogenes Pulverbett trotz unterschiedlicher Morphologien, Partikelgrößen und -dichten ermöglicht wird. Ziel ist der Nachweis vergleichbarer Gefüge und mechanischer Eigenschaften von Proben aus Pulvermischungen und Proben aus vorlegierten, sonderverdüsten Pulvern. Zu Projektende werden Demonstratorbauteile bei den LPBF-Dienstleistern des PbA hergestellt. Dieser erste Transfer der Projektergebnisse initiiert die Erweiterung des Werkstoffangebots, die Reduktion von Lieferzeiten und ein optimiertes Pulvermanagement. KMU´s, wie Pulver- und Teilehersteller, können ihr Portfolio durch neue Anwendungsbereiche erweitern, was mittelfristig neue Märkte für sie und LPBF erschließt.

Ergebniszusammenfassung:

Aus dem Projekt ergeben sich folgende Ergebnisse und Anwendungen:

 

Mischen und Rakeln von Metallpulvern:

Die optimale Mischzeit für die verwendete Pulvermenge und Mischparameter beträgt 15 Minuten.

Die Partikelgröße hat im Vergleich zur Partikelform und -dichte den größten Einfluss auf die Mischergebnisse.

Die Rakeltests haben gezeigt, dass die Partikelgröße den größten Einfluss auf die Entmischung während des Prozesses hat.

Partikelform und -dichte können in dem untersuchten Rahmen vernachlässigt werden.

 

Verarbeitung Pulvermischungen:

Die Duplexstähle ließen sich nach kurzer Parameterentwicklung zuverlässig verarbeiten.

Die Werkzeugestähle haben sich unterschiedlich verhalten.

Bei der Verarbeitung der Legierung 88 kam es zu optischen Inhomogenitäten in der Pulverschicht.

Die anschließenden Legierungen 86 und 85 ließen sich zu Korrosions- und Verschleißproben verarbeiten.

Die Legierungen 80 u. 86 konnten sich ohne Risse auf aufbauen.

Die Legierung 85 hat an den Kanten Kaltrisse entwickelt.

 

Bauteileigenschaften:

Die chemische Zusammensetzung der Bauteile lag innerhalb der Toleranz für das angestrebte Material.

Die Korrosionsresistenz konnte durch die Hinzugabe von Chrom und Molybdän gesteigert werden.

Die Wärmebehandlung und der LPBF Prozess haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Korrosionsresistenz.

Die Karbidgrößen der Werkzeugstähle lassen sich über die Laserparameter einstellen.

Die mechanischen Eigenschaften lagen innerhalb der Toleranz der angestrebten Materialen.

 

Der Konzeptnachweis des LPBF-Pulverbaukastens ermöglicht es Pulverherstellern, ihr Portfolio durch die Produktion der richtigen Pulver zu erweitern und ihre Produktionsmengen zu optimieren. Die erweiterte Produktpalette wird auch die Wettbewerbsfähigkeit von KMU verbessern, die den Betrieb von LPBF-Anlagen als Dienstleistung anbieten. Die Umsetzung des Konzepts ermöglicht das Angebot zu erweitern, die Lieferzeiten zu verkürzen und Maschinen und Anlagen in erheblichem Umfang zu nutzen.