Fraunhofer-Gesellschaft
Kommerziell verfügbare Legierungen für die additive Verarbeitung mittels PBF-LB/M eignen sich nur bedingt für Anwendungen mit extremen Kurzzeitbelastungen, wie sie bei Impakt, Explosion oder anderen Hochgeschwindigkeitsbeanspruchung auftreten. Vor diesem Hintergrund wurden in diversen Projekten hochfeste Stähle, Schwermetalle wie Wolfram, Tantal und Kupfer sowie Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe (MMC) gezielt weiterentwickelt und prozessiert. Durch systematische Anpassung der Prozessparameter lassen sich funktional gradierte Materialien (FGMs) mit lokal definierten Eigenschaften – etwa Härte- oder Festigkeitsgradienten – herstellen. Diese maßgeschneiderten Werkstoffe ermöglichen energieabsorbierende Strukturen, Panzerungsbauteile oder dynamisch hochbelastete Leichtbaukomponenten, die über die Leistungsgrenzen konventioneller Legierungen hinausgehen. Anwendungsbeispiele sind Crash-Absorber im Mobilitätsbereich, Panzerungen für militärische Fahrzeuge oder den Körperschutz.
Die Fertigung erfolgt auf industriellen und modularen forschungs PBF-Anlagen und Einhaltung von Geheimschutzanforderungen (VS-NfD). Die mikrostrukturelle und mechanische Charakterisierung umfasst moderne Methoden wie EBSD und EDX sowie dynamische und quasi-statische Prüfungen, um das Materialverhalten über den gesamten Dehnratenbereich zu bewerten. Der Entwicklungsumfang reicht von Materialdesign und Simulation über die Fertigung bis hin zur mechanischen Validierung.
