TUM-forskere revolusjonerer 3D-printing av aluminiumskomponenter!

TUM-forskere revolusjonerer 3D-printing av aluminiumskomponenter!

Den 12. september 2025 ble Tekniske universitet i München (TUM) kunngjorde at de har lansert et viktig forskningsprosjekt kalt Aluminium from Additive Manufacturing (AlaAF) sammen med Friedrich-Alexander University Erlangen-Nuremberg (FAU) og Colibrium Additive. Dette prosjektet er finansiert av det føderale departementet for utdanning, teknologi og romfart med 1,17 millioner euro og har som mål å optimalisere produksjonen av lette og elastiske aluminiumskomponenter for romfart ved bruk av industriell 3D-utskrift.

Fokus for prosjektet er Laser Powder Bed Fusion (LPBF) prosessen. I henhold til denne innovative teknologien smeltes metallpulver lag for lag til komponenter ved hjelp av en laser. Det legges stor vekt på designfriheten til de produserte delene. Et av hovedproblemene forskerne prøver å adressere er sprekkdannelse under avkjøling av høyfaste aluminiumslegeringer, noe som gjør bruken av dem i bærende strukturelle elementer mye vanskeligere.

Teknologi og utfordringer

AlaAF-prosjektet samler flere institusjoner, inkludert de sofistikerte produksjonsteknikkene til Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT). Her ble det utviklet komplekse støpeverktøyinnlegg for store aluminiumsdeler. Den såkalte PBF-LB/M-teknologien muliggjør produksjon av store støpeformer, som er av sentral betydning for bilindustrien. Disse formene må være termisk spenstige, tilpasningsdyktige og spenstige for å møte utfordringene med elektrisk mobilitet.

Spesialstålet L-40 som kreves er avgjørende her, da det gjør det mulig å produsere former med konform kjøling. Denne innovasjonen bidrar til å minimere temperaturtopper og forlenge formenes levetid betydelig ved å redusere slitasje.

AlaAF-prosjektet bruker en ny tilnærming som bruker spesielle tilsetningsstoffer i metallpulver for å danne submikron keramiske partikler. Denne teknikken resulterer i en finkornet mikrostruktur som både reduserer sprekkdannelse og forbedrer de mekaniske egenskapene til komponentene. Målet er å oppnå en totalvekt som er lettere uten å miste spenst. Slike innovasjoner er spesielt viktige i en sektor som er under betydelig endring på grunn av økende kostnader og behov for en energiomstilling.

Forskning og analyse

Et annet fokus for TUM-forskning er bruken av nøytronmetoder for å undersøke materialer. Forskningsreaktoren FRM II gjør det mulig for forskere å analysere fasefordelingene og de indre spenningene i det trykte materialet. Kombinasjonen av nøytroneksperimenter og mekanisk stress samt temperaturvariasjoner bidrar til å realistisk representere industrielle forhold og optimalisere kvaliteten på delene som produseres.

Teamet ledet av Dr. habil. Ralph Gilles ved TUM er også dedikert til utviklingen av prosessparametere for LPBF-prosessen. FAU vil analysere de trykte materialene i detalj for å forbedre de mekaniske egenskapene ytterligere og dermed møte de langsiktige kravene til luftfartsindustrien.

Totalt sett representerer AlaAF-prosjektet et betydelig skritt i materialforskning for luftfart og viser potensialet til additive produksjonsteknikker for å utvikle høykvalitets og bærekraftige løsninger som kan svare på fremtidens utfordringer. Samarbeidet mellom universiteter og industri danner grunnlaget for denne fremtidsrettede forskningen og utviklingen.