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



  • Unternehmen mit steigenden Erwartungen

    Unternehmen mit steigenden Erwartungen

    Nach dem Rückgang im vergangenen Monat legt der Ifo-Geschäftsklimaindex im Mai wieder zu. Dabei haben sich vor allem die Erwartungen für die kommenden Monate verbessert.

    mehr lesen: Unternehmen mit steigenden Erwartungen

  • PLM-Lösungen im Vergleich

    PLM-Lösungen im Vergleich

    Im Marktspiegel ‘Business Software PLM/PDM 2020/2021‘ werden mehr als 40 PLM-Lösungen hinsichtlich ihrer Funktionen untersucht.

    mehr lesen: PLM-Lösungen im Vergleich

  • „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

    „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

    Die Corona-Krise stellt die Globalisierung auf den Prüfstand. Für VDI-Präsident Volker Kefer ist die Situation Herausforderung und Chance zugleich. Im Interview spricht er über die Lage des Technikstandorts Deutschland heute…

    mehr lesen: „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

  • Die digitale Version der XR Expo geht online

    Die digitale Version der XR Expo geht online

    Ab sofort können sich Aussteller und Besucher auf einer digitalen Plattform für die XR Expo Virtual 2020 am 25. und 26. Juni registrieren.

    mehr lesen: Die digitale Version der XR Expo geht online

  • Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Wechselnde Umgebungsbedingungen durch Ad-hoc-Vernetzung, ständige Rekonfigurationen bedingt durch kleine Losgrößen und Softwareupdates im Feld sind Indikatoren dafür, dass das Testen von Systemen im laufenden Betrieb zunehmend an Bedeutung gewinnt. Um…

    mehr lesen: Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

  • Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen mit KI-Projekten sind dann am erfolgreichsten, wenn die Qualifizierung der eigenen Mitarbeiter den gleichen Stellenwert wie Investitionen in intelligente Technologien hat. Dazu gehört auch das Schaffen einer Lernkultur, die…

    mehr lesen: Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

  • Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Von Februar bis April befragte der Digitalverband Bitkom Industrieunternehmen nach dem Stand der Digitalisierung. Im Vergleich zur Studie von vor zwei Jahren zeigt sich eine positive Entwicklung.

    mehr lesen: Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

  • Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Aufgrund der Corona-Pandemie sind die Exporte der deutschen Maschinenbauer im ersten Quartal gesunken — im Vergleich zum Vorjahr um 6,6 Prozent.

    mehr lesen: Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

  • Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    63 Prozent der KMU rechnen laut einer McKinsey-Befragung mit einem Umsatzrückgang im aktuellen Quartal. Dennoch blicken 77 Prozent nach wie vor positiv in die Zukunft.

    mehr lesen: Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

  • SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

    SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

    Im Production Level 4 Demonstrator stellt die SmartFactoty-KL neue Produktionstechniken vor — ein Update der Industrie 4.0.

    mehr lesen: SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

  • Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

    Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

    Unternehmen, die dank digitaler Technologien auf Servitization setzen, können laut einer Studie 30 Prozent mehr Umsätze im Service-Bereich erzielen, als ihre Mitbewerber.

    mehr lesen: Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

  • TeDo Verlag erwirbt agt Verlag

    TeDo Verlag erwirbt agt Verlag

    Der TeDo Verlag erweitert sein Fachmedienportfolio und hat die Medienmarken des agt Verlags aus Ludwigsburg übernommen.

    mehr lesen: TeDo Verlag erwirbt agt Verlag