Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Ökonomische & technologische Qualifizierung des metallischen 3D-Drucks für die hygienische Anwendung in Anlagen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie 2

Der Metall-3D-Druck hat sich in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt als alternatives Fertigungsverfahren etabliert. In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie kommt er vor allem wegen der Unsicherheit gegenüber hygienischen Risiken aufgrund mangelnder Oberflächenqualitäten kaum zum Einsatz. Um dem entgegenzutreten, konnten in einem Vorprojekt erste wichtige Schritte erzielt werden: 3D-Druckstrategien wurden optimiert, geeignete Nachbearbeitungsverfahren zur Verringerung der Oberflächenrauheit verifiziert und reinigungsfördernde Makrostrukturen identifiziert. Die sich dabei aufzeigenden Defizite sollen in einem Anschlussprojekt beseitigt werden. Ziel ist es, die Skalierbarkeit strukturierter Oberflächen zu untersuchen und makrostrukturierte Oberflächen zu qualifizieren. Durch die gezielte Weiterentwicklung von kathodenbasierten, elektrochemischen Nachbearbeitungsprozessen soll eine möglichst geringe Rauheit bei gleichzeitiger Geometrietreue erreicht werden. Dadurch bleiben die reinigungsfördernden Eigenschaften der makrostrukturierten Oberflächen erhalten. Durch die Skalierung auf Durchmesser ≤ 10 mm wird der Nutzen für KMU erhöht. Eine neuartige Methode zur Reinigungsuntersuchung kleinerer durchströmter Querschnitte, die im Projekt validiert wird, soll dabei die Anwendbarkeit in der Industrie sicherstellen. Die neu erschlossenen Anwendungsmöglichkeiten werden in einem industrienahen, komplexen Demonstrator dargestellt und neben der Untersuchung auf Reinigbarkeit in einem industrienahen Umfeld validiert. Durch die erzielten Ergebnisse können innerhalb der Industrie etablierte und weit verbreitete elektrochemische Nachbearbeitungsverfahren wie Elektro- und Plasmapolieren für komplexe Rohrgeometrien effektiver angewendet werden. Die mittels Laser-Strahlschmelzen substituierten Körper weisen ein geringeres Gewicht, strömungsoptimierte, platzsparende und totraumminimierte Geometrie auf.