bayern Metall 09/2023

Konventionell und additiv für mehr Effizienz in der Produktion
Nicht immer ist es sinnvoll, ein Produkt
komplett additiv zu fertigen. Oft
sind die Vorteile additiver Verfahren
nur für bestimmte Komponenten
eines Bauteils wichtig. So bietet es
sich beispielsweise bei Brückenträgern
an, nur komplexe Verbindungselemente
mittels Auftragschweißen
additiv zu fertigen und anschließend
konventionell gefertigte Trägerelemente
anzuschweißen. Damit werden
durch konventionelle Herstellung
Kosten und Zeit gespart und
die Vorteile der additiven Fertigung
effizient eingesetzt.
Gerade im Brückenbau, aber auch in
vielen anderen Bereichen der Metallverarbeitung,
muss die Qualität der
Bauteile und Schweißverbindungen
stetig überprüft werden, um Sicherheit
und Stabilität des Endprodukts zu gewährleisten.
Die Qualitätssicherung
von Schweißnähten zwischen additiv
und konventionell gefertigten Elementen
ist jedoch eine Herausforderung.
Additiv gefertigte Komponenten besitzen
andere mechanische Eigenschaften
als konventionell hergestellte. Das
beeinflusst auch die Qualitätskriterien,
die an die Schweißnaht gestellt werden.
Die geltende Norm DIN EN ISO
15614 für Schweißverfahrensprüfungen
berücksichtigt solche Verbindungen
noch nicht.
Darum untersucht das ifw Jena gemeinsam
mit der SLV Mecklenburg-
Vorpommern im Projekt HyWeld
Schweißverbindungen zwischen additiv
und konventionell hergestellten
Komponenten.
Bei beiden Projektpartnern werden
Probegeometrien additiv gefertigt und
dann mit unterschiedlichen Schweißverfahren
mit konventionell hergestellten
Fügepartnern verbunden. Dabei
werden sowohl pulverbett- als auch
drahtbasiert hergestellte Elemente untersucht.
Ebenso werden die Schweißungen
mit unterschiedlichen Laserstrahl-
und Lichtbogen-Verfahren vorgenommen.
Das Projekt wird
gefördert vom Bundesministerium
für Wirtschaft
und Klimaschutz im
Programm INNO-KOM.
Im Werkstoffprüflabor des ifw Jena
werden die Schweißnähte anschließend
geprüft. Durch die Prüfungen
entsteht ein besseres Verständnis von
den besonderen Eigenschaften der
Schweißnähte an hybriden Bauteilen.
Da additiv gefertigte Teile oft eine höhere
Festigkeit aufweisen als konventionell
gefertigte Teile, ist besonders
die strukturelle Integrität der Schweißnaht
in Bezug auf die unterschiedlichen
Grundwerkstoffe interessant.
Am Ende des Projekts, das seit März
2023 läuft, soll eine Datenbasis für die
Qualitätssicherung solcher hybriden
Bauteile stehen. Die ermittelten Daten
bieten eine Grundlage, um die DIN EN
ISO 15614 um Qualitätskriterien für
Schweißnähte an hybriden Bauteilen
zu erweitern. Damit können additive
Verfahren wie pulverbettbasierte Herstellung,
Laser- oder Lichtbogen-Auftragschweißen
von mehr Unternehmen
in unterschiedlichen Branchen effektiv
eingesetzt werden.
(Quelle: Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik
und Werkstoffprüfung GmbH, ifw Jena)
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