Interlabor-Studie liefert neue Standards für 3D-Druck mit Pulvern

0:000:00

Am Lasertisch präsentiert Max Stutzenberger, Wissenschaftler im Team von Dr. Anna Ziefuß, einen Fünf-Liter-Kolben mit frisch laser-generiertem Goldkolloid. Die tiefrote Suspension dient später dazu, ein Pulver für das Laser-Pulverbettschmelzen (LPBF) mit einer ultradünnen Schicht aus Goldnanopartikeln zu überziehen.
Am Lasertisch präsentiert Max Stutzenberger, Wissenschaftler im Team von Dr. Anna Ziefuß, einen Fünf-Liter-Kolben mit frisch laser-generiertem Goldkolloid. Die tiefrote Suspension dient später dazu, ein Pulver für das Laser-Pulverbettschmelzen (LPBF) mit einer ultradünnen Schicht aus Goldnanopartikeln zu überziehen. – Bild: © Dr. Anna Ziefuß

Eines der verbreitetsten industriellen 3D-Druckverfahren ist die Laser-Pulverbettfusion (LPBF). Sie wird vor allem für komplexe, hochbelastbare Bauteile in Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und im Werkzeugbau eingesetzt. Bei dem Verfahren schmilzt ein Laser dünne Schichten aus Metall- oder Polymer-Pulver gezielt auf. So entsteht Schicht für Schicht das Bauteil.

Um hierbei Werkstoffe und additive Verfahren systematisch zu verbessern und zu standardisieren, hatte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) 2019 das Schwerpunktprogramm SPP 2122 eingerichtet. Unter der Leitung von Prof. Dr. Stephan Barcikowski, Technische Chemie der Universität Duisburg-Essen (UDE), forschten seither mehr als 30 Teams angefangen von maßgeschneiderten Metall- und Polymer-Ausgangspulver über die Funktionalisierung mit Nanopartikeln bis hin zur detaillierten Prozesscharakterisierung.

Dabei ist durch die Interlabor-Studie der, laut UDE, größte offene Datensatz seiner Art entstanden: 32 internationale Labore fertigten standardisiert Bauteile aus metallischen und polymeren Pulvern mit und ohne Nanopartikel-Modifikationen, um den Einfluss von Materialeigenschaften, Maschinenparametern und Prozessführung systematisch zu vergleichen.

Ein Meilenstein

„Die Interlabor-Studie ist ein Meilenstein für Wissenschaft und Industrie, denn sie liefert erstmals weltweit vergleichbare Daten zu hochkomplexen Fertigungsprozessen über verschiedene Materialklassen hinweg“, sagt Dr. Anna Ziefuß, Leiterin der Arbeitsgruppe Oberflächenchemie und Laserbearbeitung an der UDE. „Die Ergebnisse der Studie, zusammen mit den Beiträgen im Special Issue, bieten Einblicke in die gesamte Prozesskette – vom Materialdesign und den Partikeleigenschaften bis zur finalen Bauteilperformance.“

Auf Basis der Ergebnisse ließen sich verlässliche Standards entwickeln, Prozesse gezielt optimieren und neue Materialien schneller in die Anwendung bringen. „Unser Ziel war es, sowohl grundlegendes Verständnis als auch praktische Lösungen zu präsentieren – und beides vollständig Open Access“, so Ziefuß. Das ist gelungen: Die Daten der Interlabor-Studie werden ab 10. November 2025 verfügbar sein. Das Special Issue Materials for Additive Manufacturing – Final Outcomes of SPP 2122 ist bereits veröffentlicht: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/toc/15272648/2025/27/14



  • IFS ernennt Hannes Liebe zum COO für Nord-, Ost und Zentraleuropa

    IFS ernennt Hannes Liebe zum COO für Nord-, Ost und Zentraleuropa

    Hannes Liebe übernimmt ab sofort die Position des neuen Chief Operation Officer (COO) von IFS für die Region Nord, Ost und Zentraleuropa.

    mehr lesen: IFS ernennt Hannes Liebe zum COO für Nord-, Ost und Zentraleuropa

  • SPS ab 2025 wieder Ende November

    SPS ab 2025 wieder Ende November

    Die SPS wird im nächsten Jahr (2025) vom 25. bis zum 27. November in Nürnberg stattfinden und somit wieder auf den seit vielen Jahren bekannten Zeitraum zurückkehren. Auch die Termine…

    mehr lesen: SPS ab 2025 wieder Ende November

  • Was Unternehmen gegen Produktpiraterie tun können

    Was Unternehmen gegen Produktpiraterie tun können

    Produktpiraterie verursacht immense Schäden in Wirtschaft und Gesellschaft – Eine neue Broschüre des Deutschen Patent- und Markenamts informiert, wie sich Unternehmen dagegen schützen und wehren können.

    mehr lesen: Was Unternehmen gegen Produktpiraterie tun können

  • Mit künstlicher Intelligenz gegen Krisen

    Mit künstlicher Intelligenz gegen Krisen

    Wie künstliche Intelligenz dabei helfen kann, Krisensituationen wie etwa Naturkatastrophen oder Krankheiten besser zu bewältigen, präsentierten Forschende aus unterschiedlichen Projekten auf dem Demo Day ’KrisenFest’.

    mehr lesen: Mit künstlicher Intelligenz gegen Krisen

  • Stackit und ServiceNow schließen Partnerschaft

    Stackit und ServiceNow schließen Partnerschaft

    ServiceNow-Lösungen können künftig auch in der Stackit-Cloud der Schwarz Gruppe (u.a. Lidl und Kaufland) gehostet werden. Beide Unternehmen haben dazu eine Partnerschaft vereinbart.

    mehr lesen: Stackit und ServiceNow schließen Partnerschaft

  • Optimistische Aussichten für den Maschinenbau in Indien

    Optimistische Aussichten für den Maschinenbau in Indien

    Indien wird für deutsche und europäische Maschinenbaufirmen zunehmend attraktiv. Die Wachstumserwartungen vor Ort sind aktuell sehr optimistisch.

    mehr lesen: Optimistische Aussichten für den Maschinenbau in Indien

  • Auftragsmangel belastet die Wirtschaft

    Auftragsmangel belastet die Wirtschaft

    Der Auftragsmangel in Deutschland hat sich laut aktuellen Zahlen des Ifo-Instituts verschärft und ist ein Hemmnis für die Konjunktur.

    mehr lesen: Auftragsmangel belastet die Wirtschaft

  • Der Dataspace for Everybody ist da

    Der Dataspace for Everybody ist da

    Am Dienstag (7. Mai) fand die offizielle Eröffnungsfeier des AAS Dataspace for Everybody statt. Die Plattform soll kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zu Datenräumen, digitalen Zwillingen und Verwaltungsschalen erleichtern.

    mehr lesen: Der Dataspace for Everybody ist da

  • Achema 2024 wird internationaler denn je

    Achema 2024 wird internationaler denn je

    Am 10. Juni wird die Achema eröffnet. Und wie die Veranstalter mitteilen, wird die diesjährige Ausgabe internationaler denn je. Mehr als 60 Prozent der Aussteller kommen aus dem Ausland. Ein…

    mehr lesen: Achema 2024 wird internationaler denn je

  • Axians Deutschland richtet Struktur und Management neu aus

    Axians Deutschland richtet Struktur und Management neu aus

    Jacques Diaz, CEO von Axians Deutschland, wird das Unternehmen Ende August verlassen. Im Rahmen einer Neuausrichtung entstehen zwei neue Management-Bereiche, die mit Managern aus den eigenen Reihen besetzt werden.

    mehr lesen: Axians Deutschland richtet Struktur und Management neu aus

  • Gaia-X Hub startet Veranstaltungsreihe für den Mittelstand

    Gaia-X Hub startet Veranstaltungsreihe für den Mittelstand

    Ab Mai tourt der Gaia-X Hub Deutschland mit einer eigenen Veranstaltungsreihe für den Mittelstand quer durchs Land. Kleine und mittelgroße Unternehmen haben die Gelegenheit, sich vor Ort über Einsatz und…

    mehr lesen: Gaia-X Hub startet Veranstaltungsreihe für den Mittelstand

  • Potenziale und Grenzen KI-gesteuerter Roboter

    Potenziale und Grenzen KI-gesteuerter Roboter

    In einem neuen Webspecial bietet die Plattform Lernende Systeme einen Überblick über die lernfähige Robotik. Ein Dashboard zeigt unter anderem Einsatzbereiche und Entwicklungen.

    mehr lesen: Potenziale und Grenzen KI-gesteuerter Roboter