Die additive Fertigung mit Lasertechnologie ist nicht mehr wegzudenken. Während jedoch Lasersysteme immer leistungsfähiger werden, bleibt ein entscheidender Bestandteil oft hinter den Möglichkeiten zurück: die Pulvermaterialien. Das Forschungsprogramm “Materials for Additive Manufacturing (SPP 2122)” der Deutschen Forschungsgemeinschaft, das von der Universität Duisburg-Essen koordiniert wird, will das ändern.
Bisher stammen Metallpulver überwiegend aus dem thermischen Spritzen, was für den Einsatz im 3D-Druck nicht ideal ist. Diese Pulver führen zu Instabilitäten im Prozess und mindern die Qualität der Bauteile. Auch bei Polymerpulvern gibt es Nachholbedarf: Die Auswahl ist begrenzt, und ihre Leistungsfähigkeit bleibt hinter herkömmlichen Verarbeitungsmethoden zurück. Das Forschungsprogramm greift dieses Problem an der Wurzel auf – bei der Pulversynthese und Pulvermodifikation selbst. Ziel ist es, neuartige Metall- und Polymerpulver zu entwickeln, die speziell für die laserbasierte additive Fertigung optimiert sind. Im Fokus stehen maßgeschneiderte Zusammensetzungen, Additive und chemische Modifikationen, die den Fertigungsprozess revolutionieren könnten.
Die Vision der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler: Pulver, die effizienter verarbeitet werden können, kürzere Zykluszeiten ermöglichen und höchste Präzision sowie Reproduzierbarkeit gewährleisten. Sie wollen ein tiefes, vorhersagbares Verständnis der Materialverhalten während des Druckprozesses schaffen – eine Herausforderung, die die Grundlage für die 3D-Druck-Technologien von morgen bildet. Das Besondere an diesem Programm ist die enge, interdisziplinäre Zusammenarbeit von Materialwissenschaftlern und Photonikexperten. In Tandem-Projekten arbeiten die Teams daran, das Beste aus beiden Welten – Materialien und Lasertechnologien – zu vereinen. Besonders spannend sind auch Projekte, die Polymer- und Metallmaterialien kombinieren und so völlig neue Anwendungsfelder erschließen. Von der Synthese und Matrixformulierung bis hin zur Partikeloberflächenmodifikation – alles wird darauf ausgerichtet, die Prozessparameter und Materialeigenschaften optimal zu steuern. Auch In-situ-Messungen während des Druckvorgangs spielen eine zentrale Rolle, um die Prozessdynamik in Echtzeit zu verstehen und zu optimieren. Nach 6 Jahren Programmlaufzeit findet im Mai 2025 die Abschlusstagung mit Highlight-Präsentationen von nationalen und internationalen Sprecherinnen und Sprechern statt: Conference: New Frontiers in Materials Design for Laser Additive Manufacturing.
Erfahren Sie mehr über das Programm und die spannenden Entwicklungen auf https://www.uni-due.de/matframe/.