Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Additive Getriebe mit Infiltration für Leichtbau-Elektromobilität (AGILE)

Die additive Fertigung erhöht die Freiheitsgrade bei der Bauteilgestaltung im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren und ermöglicht Funktionsintegration, Bauraumeinsparung, Infiltration und Leichtbau. Darüber hinaus werden Rüstzeiten und Werkzeugkosten reduziert sowie Produktionszeiten verringert und die Flexibilität erhöht. Dies führt gerade bei geringen Stückzahlen zu einem erheblichen Wettbewerbsvorteil. Ungeachtet des breiten Anwendungsspektrums fokussiert das AGILE-Projekt die Entwicklung der innovativen Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion und Binder Jetting für die Getriebetechnik durch die Kombination additiv hergestellter Polymer- und komplexer Metallstrukturen. Durch die Zunahme der Elektromobilität und der damit verbundene Wegfall maskierender Motorengeräusche werden die Dämpfungseigenschaften von Getrieben immer wichtiger. Getriebe für diese Anwendungen müssen eine ausreichende Lebensdauer, einen höheren Drehmomentwirkungsgrad und eine verbessertes NVH-Verhalten (Noise-Vibration-Harshness) aufweisen. Die Projektergebnisse liefern Erkenntnisse über die Dämpfungseffekte und die daraus resultierende Tragfähigkeit von topologieoptimierten, additiv gefertigten und polymerinfiltrierten Zahnrädern. Zum einen wird das Gewicht des Zahnrades reduziert, zum anderen wird durch die Infiltration das NVH-Verhalten des Getriebes zusätzlich verbessert. Die Anwendungseigenschaften der hergestellten Zahnräder werden anhand einer exemplarischen Analyse der Zahnfuß- und Flankentragfähigkeit sowie des Dämpfungsverhaltens bewertet. Der Innovationsgehalt des Projekts in Verbindung mit dem vorwettbewerblichen Charakter der Entwicklung ermöglicht den Unternehmen, vor allem auch KMUs, die Erkenntnisse aus dem Projekt auf die eigene industrielle Fertigung zu übertragen.