Staatskanzlei fördert Nachhaltigkeit in der Fertigung von Hochleistungswerkstoffen

Das Projekt soll in den nächsten drei Jahren unter der Leitung von Professor Michael Vielhaber vom Lehrstuhl für Konstruktionstechnik der Universität des Saarlandes und Professor Jürgen Griebsch vom Fachbereich Ingenieurwissenschaften der htw saar durchgeführt werden.  Ministerpräsident Tobias Hans will mit der Förderung erreichen, dass weitere Teile der saarländischen Industrie sowohl in den Produktionsprozessen als auch bei den daraus entstehenden Produkten nachhaltiger werden, um beim Energie- und Materialverbrauch, angesichts steigender Energiekosten und teurer werdenden Rohstoffen, effizienter zu werden. „Dazu können generative Fertigungsverfahren einen entscheidenden Beitrag leisten“, so Tobias Hans.

Darunter versteht man Verfahren, bei denen Objekte hergestellt werden können, ohne dass dabei ein nennenswerter Materialverlust entsteht. Eines dieser Verfahren ist das Laserpulverauftragsschweißen (LPA), ein Fertigungsprozess, bei dem der Laserstrahl einen Grundwerkstoff an der Oberfläche aufschmilzt und über eine Düse ein pulverförmiger Zusatzwerkstoff in das Schmelzbad eingebracht wird. „Der gezielte Einsatz von Material und Energie sowie die geometrische Freiheit bei der Bauteilherstellung ermöglicht eine Anwendung dieses Verfahrens in den Bereichen Beschichtung, Reparatur sowie bei der Generierung von Struktur- und Hybridbauteilen“, erläuterte Professor Michael Vielhaber von der Universität das Verfahren.

Letztendlich erfordern solche LPA-Bauteile jedoch eine Nachbearbeitung, um die Oberflächengüte und die Toleranzen nach der generativen Fertigung zu erhalten. Ein Verfahren, das für die Nachbearbeitung in Frage kommt, ist die präzise elektrochemische Metallbearbeitung (PECM). „Das PECM-Verfahren ermöglicht durch einen berührungslosen elektrochemischen Prozess eine effiziente Nachbearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe“, so Professor Jürgen Griebsch. „Darüber hinaus bietet dieses Verfahren die Möglichkeit, eine Kombination aus Schrupp-, Schlicht- und Polierprozessen parallel in einer Aufspannung durchzuführen.“

Übergeordnetes Ziel des von der Staatskanzlei vollfinanzierten Innovationsvorhabens von UdS und htw saar ist die Entwicklung einer robusten Prozesskette im Bereich der additiven Fertigung (3D-Druck), um solche laserpulverauftragsgeschweißte Geometrien aus Hochleistungswerkstoffen mittels PECM-Verfahren effizient nachbearbeiten zu können. Durch die Übernahme von Grundlagenwissen der Einzeltechnologien und Anwendungswissen über die Prozesskette soll so eine neuartige Wertschöpfungskette entstehen, welche eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit der saarländischen Anwender gegenüber Marktbegleitern ermöglicht. „LPA2PECM ist das Ergebnis der langjährigen, engen Zusammenarbeit von UdS und htw saar im Rahmen der gemeinsamen Kooperationsplattform mit dem Schwerpunkt der zirkulären Wirtschaft (circular economy). Die Reduzierung von Ausschuss und Nachbearbeitung ermöglicht ein Umsatzwachstum für Unternehmen bei gleichzeitig reduziertem Ressourceneinsatz von Zeit, Material und Energie“, so Ministerpräsident Tobias Hans zu dem innovativen Fertigungsverfahren.

Das Vorhaben wird von der Staatskanzlei mit 566.982,86 Euro aus Mitteln des Förderprogramms EFRE Saarland 2021-2027 im Rahmen einer Vollfinanzierunggefördert. 60% der Förderung, also 340.189,72 Euro, kommen aus dem Landeshaushalt der Staatskanzlei, 40 % der Förderung, also 226.793,14 Euro, aus EFRE-Mitteln.