Die additive Fertigung inklusive der Nachbearbeitung von

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1 ADDITIVE FERTIGUNG 3D DRUCK in Ausbildung, Forschung und Wirtschaft Die additive Fertigung inklusive der Nachbearbeitung von Oberflächen sowie der Prüfung der entstandenen Bauteile stellt ein Querschnittsthema dar, das an der Schnittstelle der Technologiefelder Materialien, Oberflächen, Medizintechnik, Tribologie und Sensorik angesiedelt ist. In diesen Technologiefeldern ist am Technopol Wiener Neustadt eine hohe Konzentration an Kompetenz vorhanden, Partner industrieller und wissenschaftlicher Projekte profitieren von der engen Vernetzung und Zusammenarbeit der Einrichtungen am Standort. Der Technopol Wiener Neustadt wird so zum One-Stop-Shop für Additive Fertigung: 6 Forschungseinrichtungen 18 Kompetenzen 50 Mitarbeiter Bild: istockphoto.com/demaerre WIENER NEUSTADT

2 ie Fertigungsanlagen der FOTEC für DMetall- sowie Kunststoffverarbeitung wurden im Rahmen des FTI-Programms des Landes NÖ gemeinschaftlich mit der Wirtschaftskammer NÖ sowie der Fachhochschule Wiener Neustadt gefördert. Auf Rohr aufgesetzter Gewindegang Mittels additiver Fertigung wurde am AC2T ein Gewindegang für eine Förderschnecke auf ein Rohr aufgebracht. Hierbei wurde ein automatisierter fünfachsiger Hochleistungslaser mit 8 kw Leistung eingesetzt. Dieser dient unter anderem zur Abscheidung von metallischen und hartstoffreichen Dickschichtsystemen auf Pulverbasis zur Herstellung von Korrosions- und Verschleißschutzschichten sowie für Wärmebehandlungen. ADDITIVE FERTIGUNG, METALL Prototypen aus metallischen Werkstoffen mittels 3D-CAD und simulationsgestützter Topologie-Optimierung unter Berücksichtigung der additiven Additive Fertigung von funktionalen Prototypen aus Metallen mittels Laserstrahlschmelzverfahren aus Metallpulvern Laserauftragschweißen Thermische Nachbehandlung metallischer Bauteile Entwicklung additiv gefertigter individualisierter Verschleißschutzlösungen, funktionalisierte Oberflächen sowie Korrosionsschutz Individualisierte Werkstoff- und Prozessentwicklung für additive Fertigung Belastetes Strukturbauteil für Satelliten FOTEC kann die gesamte additive Prozesskette, beginnend bei der Bauteilauslegung über die Fertigung aus Metall oder Kunststoff bis hin zur optischen und taktilen Vermessung darstellen. Für die additive Fertigung stehen insgesamt drei technologisch aktuelle Laserstrahlschmelzanlagen sowie Laborinfrastruktur zur Pulver- und Bauteilcharakterisierung zur Verfügung. Im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA wurde mittels generativer Fertigung eine dynamisch und statisch belastete Motorenhalterung für Solarmodule von Satelliten hergestellt. Ziel war es, die Halterung nicht mehr, so wie bisher, aus fünf Komponenten, sondern als monolithisches Bauteil zu realisieren. Darüber hinaus wurde eine Gewichtsreduktion von 20 % erreicht, ohne Einbußen bei der mechanischen Belastbarkeit in Kauf nehmen zu müssen. WIENER NEUSTADT

3 ADDITIVE FERTIGUNG, KERAMIK UND KUNSTSTOFF Prototypen aus keramischen Werkstoffen mittels 3D-CAD-Design und simulationsgestützter Topologieoptimierung unter Berücksichtigung der additiven Additive Fertigung von funktionalen Prototypen und medizinischen Phantomen aus keramischen Werkstoffen mittels Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) Prototypen aus Kunststoffen mittels 3D-CAD-Design und simulationsgestützter Topologieoptimierung unter Berücksichtigung der additiven Additive Fertigung von funktionalen Prototypen aus Kunststoffen mittels Fused Deposition Modelling Polyjet-Verfahren Laserstrahlschmelzen von Kunststoffpulver Entwicklung und Integration von elektronischer Sensorik und Konnektivität in die Prototypen aus Kunststoffen Sensorik für medizinische Anwendungen AIT entwickelt Prototypen für den Bereich Medizintechnik mit Fokus auf Funktionalität, Handhabung, Design und Integration spezieller Funktionen wie Sensorik. Ein Beispiel ist die Integration eines hochgenauen Dosis-Sensors, der durch eine elektronische Füllstandsmessung Ärzte und Patienten bei komplexen Therapien unterstützt. Der 3D-Druck vor Ort bringt im gesamten Entwicklungsprozess eine Fülle von Vorteilen, wie sehr rasche Prototypenzyklen und Realisierung neuartiger Sensoren - davon profitieren die Kunden. Maßgeschneiderte medizinische Werkzeuge Das ACMIT hat sich im Bereich Additive Fertigung auf den 3D-Druck von Keramikteilen für neuartige medizinische Werkzeuge fokussiert und hier besonders auf die Anwendung in personalisierten Behandlungsverfahren. Geplant ist nicht nur die Verwendung dieser neuen Fertigungstechnologie für patientenspezifische Bohr- oder Schnittschablonen, sondern auch die Entwicklung von chirurgischen Werkzeugen, die für den jeweiligen Eingriff maßgeschneidert angefertigt werden. Aktuelle Arbeiten im Bereich Keramik- 3D-Druck konzentrieren sich auf die Entwicklung einer Haltevorrichtung für ein Implantat, sowie auf einen Prototyp eines vollkeramischen, steuerbaren Greifwerkzeugs für minimalinvasive Eingriffe.

4 Veredelung von Oberflächen additiv gefertigter Bauteile Elektrochemisches Polieren, Einebnen von Mikrorauigkeit Strukturbildung und Funktionalisierung additiv gefertigter metallischer Oberflächen Testhouse für Werkstoffe Im ESA-zertifiziertem Testhouse von AAC werden 3D-gedruckte metallische Werkstoffe hergestellt, über verschiedenste additive Fertigungsverfahren von Kunden auf ihre Spannungsriss-Korrosionseigenschaften getestet und mittels Mikrostrukturuntersuchung im HR-REM analysiert. TESTEN, PRÜFEN & NACHBEARBEITUNG Mechanische und optische Charakterisierung additiv gefertigter Bauteile, z.b. mittels Koordinatenmessmaschine, Oberflächenprofilometer µ-ct-untersuchungen von additiv gefertigten Bauteilen Kundenspezifische Tests additiv gefertigter Bauteile z.b. der Ermüdungsfestigkeit unter extremen Umweltbedingungen (-269 C bis C) Tests und Analysen für alle Werkstoffklassen entsprechend den jeweiligen Standards vom Ausgangsmaterial bis hin zum additiv gefertigten Bauteil in spezialisierten Test-Einrichtungen Untersuchung der Spannungsrisskorrosion und der Korrosionsbeständigkeit für additiv gefertigte metallische Werkstoffe in Kombination mit Untersuchungen der Mikrostruktur und zerstörungsfreier Prüfung Technopol Wr. Neustadt Forschung. Ausbildung. Industrie Elektrolyte für die Nachbearbeitung Zur Verbesserung der Oberflächengüte additiv gefertigter Bauteile ist der Nachbearbeitung besonderes Augenmerk zu schenken. Im Bereich des elektrochemischen Polierens entwickelt das CEST Elektrolyte für effiziente und umweltfreundliche Prozesse sowie für einen gezielten Aufbau von anodischer Passivität. Damit lassen sich Optik, Oberflächenstruktur (Rauigkeit) und Funktion der Oberfläche bedarfsgerecht anpassen. cluster niederösterreich 3D-Drucken aktiv kennenlernen und gezielt als Fertigungskompetenz ins eigene Unternehmen integrieren: Mit der Teilnahme an Cluster-Kooperationsprojekten erfolgt das schnell und kostengünstig. Bilder: R.Herbst, istockphoto.com/pavlo Zhoholiev

5 TECHNOPOL WIENER NEUSTADT Medizin- und Materialtechnologien kennzeichnen den Technopol Wiener Neustadt mit folgenden fünf Technologiefeldern. Der Fokus liegt dabei auf der Vernetzung von Forschung, Ausbildung und Wirtschaft: Materialien Tribologie (Reibung, Verschleiß, Schmierung) Medizintechnik Sensorik-Aktorik Oberflächen Die Technopol-Kennzahlen sprechen für sich: z.b. 500 Forscher, Studierende, m² Büro- und Laborfläche, 3 COMET Kompetenzzentren für Tribologie, Elektrochemie, Medizin-Technik, die Fotec GmbH als Forschungsgesellschaft der nahe gelegenen Fachhochschule, das Zentrum für Integrierte Sensorsysteme der Donau-Universität Krems, das Geschäftsfeld Biomedical Systems des AIT - Austrian Institute of Technology, der Fachbereich Oberflächentechnik des OFI, sowie das Krebsforschungs- und Therapiezentrum MedAustron, AAC, Attophotonics, FIANOSTICS und viele andere mehr. Geballte Kompetenz Erfolgreiche Kooperationen Exzellente Ausbildung. Der vor Ort tätige Technopolmanager unterstützt die Entwicklung des Standorts im Rahmen des Technopolprogramms. Diese Broschüre ist auch als E-Paper erhältlich. Einfach den QR-Code scannen oder herunterladen unter: ANSPRECHPARTNER IM ÜBERBLICK Zentrale Koordination im Bereich Additive Fertigung FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH Dr. Markus Hatzenbichler hatzenbichler@fotec.at AAC Aerospsace & Advanced Composites GmbH AC2T research GmbH ACMIT CEST AIT Biomedical Systems Technopol Wiener Neustadt Dipl. Ing. (fh) Rainer Gotsbacher, M.Sc. r.gotsbacher@ecoplus.at Mechatronik-Cluster Dipl. Ing. Benjamin Losert b.losert@ecoplus.at Impressum: Herausgeber - Verleger - Verlagsort: Niederösterreich-Ring 2 Haus A 3100 St. Pölten Österreich Für den Inhalt verantwortlich: Gesamtkonzeption - Redaktion: Josef Brodacz Chemiereport.at Redaktionelle Leitung: Mag. Georg Sachs Grafik: Mag. Stefan Pommer In diesem Druckwerk beziehen sich alle personenbezogenen Aussagen gleichermaßen auf Frauen wie auf Männer, lediglich aus Gründen der Vereinfachung wurde im Text die männliche Form gewählt.