InShaPe

– ein von der EU gefördertes Projekt

InShaPe macht metallbasierte additive Fertigung schneller, billiger und nachhaltiger

In vielen Industriezweigen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und dem Energiesektor steigt die Nachfrage nach leichten, hochfesten und mechanisch hoch belastbaren metallischen Spezialbauteilen. Moderne Gasturbinen zum Beispiel benötigen extrem stabile und gleichzeitig leichte Hitzeschilde. Ein wichtiges Herstellungsverfahren hierfür ist die pulverbettbasierte additive Fertigung von Metallen. Dieses Verfahren wird technisch als Pulverbettschmelzen von Metallen mittels Laserstrahl (PBF-LB/M) bezeichnet.

Je nach Anwendung ist das Verfahren in Bezug auf die Stückkosten noch nicht immer wettbewerbsfähig gegenüber der konventionellen Fertigung. Das von der EU mit 7,3 Millionen Euro geförderte Forschungs- und Innovationsprojekt InShaPe soll einen entscheidenden Beitrag zur Weiterentwicklung der Technologie leisten. Unter der Koordination der Technischen Universität München (TUM), der Professur für Laserbasierte Additive Fertigung, arbeiten elf Partner aus acht Ländern zusammen an dem Projekt.

Bei der pulverbettbasierten additiven Fertigung von Metallen wird Metallpulver in einer extrem dünnen Schicht von etwa 50-80 µm auf eine Bauplattform aufgebracht. Diese Pulverschicht wird durch einen fokussierten Laserstrahl aufgeschmolzen und verbindet sich beim Erstarren mit der darunter liegenden Materialschicht. Der Prozess wird Schicht für Schicht wiederholt, bis ein fertiges Bauteil entsteht. Durch den schichtweisen Aufbau können komplexe und gewichtssparende Geometrien realisiert werden. Das fertige Bauteil wird von überschüssigem Pulver befreit und je nach Anwendung meist nachbearbeitet.

Das übergeordnete Ziel von InShaPe ist die Weiterentwicklung und Demonstration eines innovativen Pulverbettschmelzverfahrens für Metalle (PBF-LB/M). Im Vergleich zum heutigen Stand der Technik sollen folgende Vorteile erreicht werden:

• eine siebenmal höhere Produktionsrate
• über 50 % niedrigere Kosten
• 60 % weniger Energieverbrauch
• 30 % weniger Abfall

Langfristig soll die erfolgreiche Entwicklung und Vermarktung der InShaPe-Technologien die europäische PBF-LB/M-Fertigungsindustrie als führenden Anbieter von hochkomplexen Bauteilen stärken und neue Best-in-Class-Standards für digitale, ressourcenschonende und agile laserbasierte Produktionsverfahren setzen.