23.01.2024

Den 3D-Druck voranbringen

Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig erhält Großgeräteförderung der DFG.

Bereits zum zweiten Mal erhält die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) eine Großgeräteförderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG): Nach der Finanzierung von Großgeräten für die Werkstoffforschung gibt es ab Januar 2024 rund 1,2 Millionen Euro für Technik zur Erforschung des 3D-Drucks. Zu den neuen Geräten gehören zwei 3D-Drucker und ein Analyse-Gerät. „Damit können wir neue hybride Werkstoffe und Bauteile von der Fertigung im 3D-Drucker über die Charakterisierung der werkstofftechnischen Eigenschaften bis hin zur Erprobung in Demonstrator-Bauteilen umsetzen“, sagt Ingo Reinhold, Professor für Beschichtungsprozesse an der HTWK Leipzig.


Abb.: Ingo Reinhold mit einem Inkjet-Laserdruck-Kopf
Abb.: Ingo Reinhold mit einem Inkjet-Laserdruck-Kopf

Quelle: I. Fattroth / HTWK Leipzig

Bereits zum zweiten Mal erhält die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) eine Großgeräteförderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG): Nach der Finanzierung von Großgeräten für die Werkstoffforschung gibt es ab Januar 2024 rund 1,2 Millionen Euro für Technik zur Erforschung des 3D-Drucks. Zu den neuen Geräten gehören zwei 3D-Drucker und ein Analyse-Gerät. „Damit können wir neue hybride Werkstoffe und Bauteile von der Fertigung im 3D-Drucker über die Charakterisierung der werkstofftechnischen Eigenschaften bis hin zur Erprobung in Demonstrator-Bauteilen umsetzen“, sagt Ingo Reinhold, Professor für Beschichtungsprozesse an der HTWK Leipzig.

Mit der Förderung stärkt die Hochschule ihre jahrelange Expertise im Bereich der additiven Fertigung. Bei diesem Verfahren werden Materialien wie Polymere, Zellkulturen, Hydrogele oder Metalle Schicht für Schicht aufgetragen, um dreidimensionale Gegenstände zu erzeugen. Andere gängige Bezeichnungen sind 3D-Druck oder englisch „Additive Manufacturing“ (AM). Der 3D-Druck findet in zahlreichen Lehr- und Forschungsbereichen der HTWK Leipzig Anwendung, darunter im Maschinenbau, im Leichtbau, in der Druck- und Verpackungstechnik, in der Architektur, im Bauwesen sowie in der Elektro- oder Energietechnik. 

Der Vorteil des 3D-Drucks im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren resultiert aus seiner Multifunktionalität, die in einem einzigen Fertigungsschritt umsetzbar ist. Nahtlos können mehrere Materialien miteinander gedruckt werden, die verschiedene Eigenschaften und Funktionen kombinieren und die Produkte somit ‚smart‘ machen“, so Reinhold, der das Förderprojekt verantwortet und mehr als 15 Jahre Expertise aus der Inkjet- beziehungsweise Tintenstrahl-Technologie einbringt.

Konkret gehört zu den neuen Großgeräten ein 3D-Drucker mit Powderbed-Fusion/IR-3D-Drucksystem. Dieser kann verschiedene Pulver und Tinten durch Wärmestrahlung miteinander verschmelzen und neben der mechanischen Funktion des Bauteils auch lokal Eigenschaften definiert verändern. So können Forscher beispielsweise mit Nanopartikeln elektrische Leiter oder Sensorik in mechanische Strukturen einbringen.

Ein weiterer 3D-Drucker ist für medizinische Anwendungen vorgesehen. Er ermöglicht das Drucken komplexer Materialkombinationen in Pastenform, die über die verschiedenen Druckköpfe eingespeist werden. Biomedizinerinnen und Biomedizinern erlaubt das Verfahren zum Beispiel, Knochenimplantaten Arzneimittel beizugeben, damit diese vom Körper besser angenommen werden. Mit einem weiteren Großgerät, dem Präzisionsrheometer, analysieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Fluss von Pulvermaterialien, um die Geschwindigkeit und Präzision der Prozesse weiter zu optimieren.

Die neuen Großgeräte sind im Forschungsbereich Multimaterial-AM angesiedelt. Hier werden fakultätsübergreifend Forschungsideen generiert, Synergien identifiziert und die Nutzung der Geräte für interessierte Wissenschaftler an der HTWK Leipzig sowie für Externe ermöglicht. Zudem verbindet der Forschungsbereich Multimaterial-AM das fakultätsübergreifende Kompetenzzentrum für Werkstoffforschung mit dem Institute for Printing, Packaging und Processing (iP3) an der Fakultät für Informatik und Medien, das bereits seit Jahren die Anwendung additiver Fertigungsverfahren im Rahmen der klassischen Druck- und Verpackungstechnik erforscht. Im Bereich der Werkstoffforschung konnte bereits in der ersten Förderung der DFG-Großgeräteaktion eine Förderung von rund einer Million Euro eingeworben und davon ein Rasterelektronenmikroskop und ein Computertomograph beschafft werden.

HTWK Leizpig / DE

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