FLAB-3Dprint – High-Tech Forschungslabor für Additive Fertigung

FLAB-3Dprint steht für den Verbund hochqualifizierter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der UniBw M und des WIWeB mit einem einzigartigen High-Tech Forschungslabor, um gemeinsam die additive Fertigung und ihre Anwendungen nach vorn zu bringen.

Additive Fertigungstechniken sind attraktive Methoden, die zur Herstellung geometrisch komplexer Bauteile aus Werkstoffen mit gezielt einstellbaren Materialeigenschaften einsetzbar sind und erhebliches Potential für Anwendungen in allen zivilen und militärischen Industriezweigen sowie der Medizin bieten. An der UniBw M gibt es zahlreiche Professuren, die auf diesem Gebiet aktiv sind, mit dem Kompetenzzentrum für additive Fertigung der Bundeswehr am WIWeB in Erding kooperieren und unter Nutzung von Synergien im Rahmen von FLAB-3Dprint gemeinsam forschen.


Projektlaufzeit: 01.10.2020 bis 31.12.2024


Abbildung eines additiv gefertigten Metallbauteils auf einer Bauplatte

Links: Additiv gefertigtes Metallbauteil auf einer Bauplatte (Quelle: UniBw M)
Rechts: Im SLM-Verfahren lassen sich komplexe und filigrane Strukturen herstellen, wie auxetische Strukturen in Form von Würfeln (Quelle: WIWeB).


Um die Kompetenz der UniBw M auf diesem innovativen Gebiet auszuweiten, die Ausbildung der Soldaten und Studierenden in den technischen Fächern auf die Zukunft auszurichten und ein Alleinstellungsmerkmal in der nationalen und internationalen Hochschullandschaft zu generieren, wird auf dem Campus das hochmoderne Forschungslabor FLAB-3Dprint eingerichtet. Es wird mit modernsten Anlagen sowie technisch-wissenschaftlichem Fachpersonal ausgestattet und die Werkstoffklassen Metalle, Kunststoffe und Keramiken abdecken.

Themen und Herausforderungen, die innerhalb von FLAB-3Dprint adressiert werden, decken folgende Bereiche ab:

  • Weiterentwicklung und Anwendung additiver Fertigungsverfahren für metallische, keramische und polymere Strukturen mit und ohne Faserverstärkung
  • Optimierung des Preprocessings der für die additive Fertigung erforderlichen Geometriedaten
  • Weiterentwicklung von Ausgangswerkstoffen zur Verbesserung der Produkteigenschaften
  • Optimierung der Prozessparameter bei additiven Fertigungsprozessen
  • Simulation und Modellierung additiver Fertigungsprozesse
  • Erforschung innovativer Fügetechniken für additiv gefertigte Bauteile
  • Entwicklung neuer Nachbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Produkteigenschaften
  • Anwendung und Entwicklung innovativer Methoden zur Charakterisierung der aus der additiven Fertigung resultierenden Werkstoff- und Bauteileigenschaften auf unterschiedlichen Zeitskalen.

Das Labor erlaubt außerdem eine zeitgemäße und attraktive Ausbildung der Studierenden und dient als Attraktor, um Nachwuchs für die Bundeswehr sowie Studierende für ingenieurwissenschaftliche Fächer zu gewinnen. Den studierenden Offizieren aller Fachrichtungen wird im Rahmen ihres Studiums der 3D-Druck als wichtiger Teil der Digitalisierung der Gesellschaft vermittelt. Sie dienen somit, durch ihre Rollen als Führungskräfte, nach ihrem Studium als wichtige Multiplikatoren für die intensivere Nutzung dieser Technologie durch die Bundeswehr. Im Rahmen von FLAB-3Dprint lassen sich auch Fachkräfte im Sinne von Lehrberufen sowie Offiziere und Unteroffiziere auf dem Gebiet der additiven Fertigung für die Bundeswehr aus- und weiterbilden.


Darstellung 3D-Scan und SLM-Anlage

Links: 3D-Scan als Möglichkeit komplex gekrümmte Strukturen erfassen zu können (Quelle: WIWeB)
Rechts: Blick in den Bauraum einer SLM-Anlage. Dabei sind die aus Pulver hergestellten Bauteile noch mit der Bauplattform verbunden (Quelle: WIWeB)


Ferner führt FLAB-3Dprint zur Vertiefung der Beziehungen der Universität der Bundeswehr München zum WIWeB in Erding und dem Ausbau der technisch wissenschaftlichen Kompetenz der Bundeswehr auf dem Gebiet der additiven Fertigung. Die im Labor zu schaffende Expertise ermöglicht die Erarbeitung von grundlegendem Wissen auf dem breiten Gebiet der additiven Fertigungsverfahren für zukünftige militärische Anwendungen. Dieses Wissen dient der Leistungssteigerung von Konstruktionen, hilft bei der Entwicklung neuer Systeme, der Bewertung der Leistungsfähigkeit und ist die Basis für eine sichere und zuverlässige Anwendung der neuen Technologien. Das methodisch breit aufgestellte Forschungslabor erlaubt durch die Übernahme von Studien und Entwicklungsaufgaben des BAAINBw den verstärkten Einsatz additiver Fertigungsverfahren für neue wehrtechnische Systeme bzw. Projekte wie z. B. MCGS und FCAS.


Abbildung zum SLM- und LPBF-Verfahren

Links: Blick in den Bauraum während des Herstellungsprozesses im SLM-Verfahren. Die Langzeitbelichtete Aufnahme zeigt, wie der Laser lokal das Pulver aufschmilzt (Quelle: WIWeB)
Rechts: Computersimulation des L-PBF Verfahrens (Quelle: UniBw M)


Abbildung beim Befüllen einer Pulverschmelzanlage

Befüllen einer Laser-Pulverbettschmelzanlage für die additive Fertigung metallischer Proben durch Prof. E. Jägle (Institut für Werkstoffkunde, UniBwM) und Dr. P. Bajaj,
Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH (Quelle: Yasmin Ahmed Salem, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH)

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. habil. Alexander Lion
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Institut für Mechanik und Statik
E-Mail: flab3dprint@unibw.de
www.unibw.de/lrt4

Prof. Dr.-Ing Günther Löwisch
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Waffentechnik und Werkstoffkunde
E-Mail: flab3dprint@unibw.de
www.unibw.de/mb

Projektverantwortliche

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften 
Institut für Mechanik und Statik

Prof. Dr.-Ing. Josef Kiendl
www.unibw.de/mechanik-und-statik

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Institut für Technische Produktentwicklung

Prof. Dr.-Ing. habil. Kristin Paetzold
www.unibw.de/itpe

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Institut für Leichtbau

Prof. Dr.-Ing. Philipp Höfer
www.unibw.de/leichtbau

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Konstruktions- und Produktionstechnik

Prof. Dr.-Ing. Florian Engstler
www.unibw.de/mb

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Institut für Werkstoffkunde

Prof. Dr. rer. nat. Eric Jägle
www.unibw.de/iwk

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Konstruktions- und Produktionstechnik

Prof. Dr.-Ing. Vesna Nedeljkovic-Groha
www.unibw.de/mb

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Institut für Mechanik

Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Johlitz
www.unibw.de/lrt4

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Waffentechnik und Werkstoffkunde

Prof. Dr.-Ing Günther Löwisch
www.unibw.de/mb

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Institut für Mechanik

Prof. Dr.-Ing. habil. Alexander Lion
www.unibw.de/lrt4

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Konstruktions- und Produktionstechnik

Prof. Dr.-Ing. Ralf Späth
www.unibw.de/mb

Projektberatung

Wehrwissenschaftliches Institut für
Werk- und Betriebsstoffe (WIWeB)

PD Dr.-Ing. habil. Jens Holtmannspötter
www.bundeswehr.de/

Wehrwissenschaftliches Institut für
Werk- und Betriebsstoffe (WIWeB)

Dr.-Ing. Felix Zimmer
www.bundeswehr.de/