Professor Alexander Mattes vom Fachbereich Maschinenwesen der FH Kiel   © FH Kiel
Kon­zi­piert mit sei­nen Kol­leg*innen Jana Schloes­ser, Jan Hen­rik Wey­chardt und Ro­nald Ei­se­le eine ein­zig­ar­ti­ge 3D-Druck-Fer­ti­gungs­zel­le: Prof. Alex­an­der Mat­tes.

FH Kiel er­hält Mil­lio­nen­för­de­rung für ein­zig­ar­ti­ge 3D-Druck-Fer­ti­gungs­zel­le

von Frau­ke Schä­fer

Die Fach­hoch­schu­le (FH) Kiel hat vom Bund In­ves­ti­ti­ons­mit­tel in Höhe von rd. 2,3 Mio. Euro er­hal­ten. Mit den Mit­teln des Bun­des­for­schungs­mi­nis­te­ri­ums möch­ten die Pro­fes­sor*innen Alex­an­der Mat­tes, Jana Schloes­ser, Ro­nald Ei­se­le und Jan Hen­rik Wey­chardt in den kom­men­den Mo­na­ten eine in ihrer Funk­tio­na­li­tät in Deutsch­land ein­zig­ar­ti­ge Pro­duk­ti­ons­for­schungs­an­la­ge be­schaf­fen und in Be­trieb neh­men.

Die ‚In­te­grier­te Fer­ti­gungs­zel­le zum in­no­va­ti­ven 3D-Laser-Pul­ver­me­tall-Auf­trags­schmel­zen‘, kurz In­Fer3D, er­öff­net der FH Kiel ganz neue Mög­lich­kei­ten des Tech­no­lo­gie- und Wis­sens­trans­fers. In die fle­xi­bel ver­ket­te­te, au­to­ma­ti­sier­te An­la­ge sol­len eine Sin­ter­an­la­ge, ein 3D-Laser-Me­tall­dru­cker sowie ein 5-Achs-Fräs-Be­ar­bei­tungs­zen­trum in­te­griert wer­den. Die Sin­ter­an­la­ge er­mög­licht die Her­stel­lung von Bau­tei­len für die Leis­tungs­elek­tro­nik, die u.a. im Be­reich der Elek­tro­mo­bi­li­tät Ver­wen­dung fin­den. Im 3D-Me­tall­dru­cker kön­nen Me­tall­bau­tei­le schicht­wei­se (ad­di­tiv) auf­ge­baut, im Fräs­be­ar­bei­tungs­zen­trum mit spa­nen­den Ver­fah­ren (z.B. Frä­sen oder Boh­ren) be­ar­bei­tet wer­den.

Die Kom­bi­na­ti­on ad­di­ti­ver und spa­nen­der Ver­fah­ren, er­klärt Pro­jekt­lei­ter Prof. Mat­tes, er­öff­net zahl­rei­che Vor­tei­le: „Die ad­di­ti­ve Fer­ti­gung er­mög­licht Geo­me­tri­en, die mit kon­ven­tio­nel­len Ver­fah­ren nicht rea­li­sier­bar wären, die spa­nen­den Ver­fah­ren be­son­de­re Ober­flä­chen­qua­li­tä­ten. Ein wei­te­res Po­ten­ti­al liegt in der Her­stel­lung von Ob­jek­ten aus meh­re­ren Me­tal­len. Wir kön­nen so­ge­nann­te Gra­di­en­ten-Werk­stof­fe ent­wi­ckeln, mit denen wir Bau­tei­le her­stel­len, die lokal die phy­si­ka­li­schen Ei­gen­schaf­ten des einen und in den üb­ri­gen Be­rei­chen die Ei­gen­schaf­ten eines an­de­ren Ma­te­ri­als be­sit­zen. Die Über­gän­ge sind dabei flie­ßend. So wer­den z.B. Leis­tungs­elek­tro­nik­kom­po­nen­ten für Elek­tro­au­tos kom­pak­ter und be­nö­ti­gen we­ni­ger Platz.“

Teil der ad­di­ti­ven Fer­ti­gungs­an­la­ge wird ein mit einem Schutz­gas ge­flu­te­ter Be­ar­bei­tungs­raum sein, der den For­scher*innen die Ver­ar­bei­tung von Me­tal­len er­laubt, die eine sehr hohe Re­ak­ti­vi­tät mit der Um­ge­bungs­luft haben. Ein sol­ches Me­tall ist bei­spiels­wei­se Titan, das auf­grund sei­ner kör­per­li­chen Ver­träg­lich­keit z.B. in der Me­di­zin­tech­nik Ver­wen­dung fin­det.

Der Bau der Fer­ti­gungs­zel­le wird ei­ni­ge Mo­na­te in An­spruch neh­men. Zu­nächst ent­steht der La­bor­be­reich für die si­che­re Hand­ha­bung von Me­tall­pul­vern mit ge­rin­ger Par­ti­kel­grö­ße, in den spä­ter die ad­di­ti­ve Fer­ti­gungs­an­la­ge mit einem Ro­bo­ter für die Bau­teil­hand­ha­bung in­te­griert wird. Par­al­lel dazu nimmt die For­schungs­grup­pe das 5-Achs-Fräs-Be­ar­bei­tungs­zen­trum mit einem wei­te­ren Ro­bo­ter in Be­trieb. An­schlie­ßend soll das be­reits vor­han­de­ne fah­rer­lo­se Trans­port­sys­tem der Di­gi­ta­len Fa­brik ein­ge­bun­den wer­den.

Die For­schungs­grup­pe ist trans­dis­zi­pli­när. Zum Fach­be­reich Ma­schi­nen­we­sen ge­hö­ren Prof. Dr.-Ing. Jana Schloes­ser (In­sti­tut für Werk­stoff­tech­nik), Prof. Dr.-Ing. Alex­an­der Mat­tes (In­sti­tut für Pro­duk­ti­ons­tech­nik) sowie Prof. Dr.-Ing. Jan Hen­rik Wey­chardt (In­sti­tut für Kon­struk­ti­ons­tech­nik). Mit Prof. Dr. Ro­nald Ei­se­le (In­sti­tut für Me­cha­tro­nik) ist der Fach­be­reich In­for­ma­tik und Elek­tro­tech­nik be­tei­ligt. Drei Pro­jekt­mit­ar­bei­ter ver­stär­ken das Team. „Mit un­se­rer un­längst ver­ab­schie­de­ten For­schungs- und Trans­fe­ragen­da 2025“, be­tont Vi­ze­prä­si­dent Prof. Dr.-Ing. Klaus Le­bert, „för­dern wir genau sol­che fach­be­reichs­über­grei­fen­den und trans­dis­zi­pli­nä­ren For­schungs­in­itia­ti­ven. Die In­Fer3D be­dient dar­über hin­aus un­se­re bei­den For­schungs­schwer­punk­te nach­hal­ti­ge Wert­schöp­fung und zu­kunfts­fä­hi­ge En­er­gie.“

Für die Zu­kunft plant die For­schungs­grup­pe Ko­ope­ra­tio­nen mit Wis­sen­schafts- und For­schungs­ein­rich­tun­gen wie der Tech­ni­schen Fa­kul­tät der CAU Kiel, dem Uni­ver­si­täts­kli­ni­kum Schles­wig-Hol­stein und der Fach­hoch­schu­le Aa­chen. Au­ßer­dem strebt die Ar­beits­grup­pe For­schungs- und Ent­wick­lungs­pro­jek­te mit Un­ter­neh­men in den Be­rei­chen der Lei­tungs­elek­tro­nik, der Me­di­zin­tech­nik, der Ma­ri­ti­men Tech­nik und dem Ma­schi­nen­bau an.

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