Die Additive Fertigung (AM) gilt als Schlüsseltechnologie für eine effiziente Produktion von individualisierten Bauteilen. Die Fertigungsmethode ermöglicht die werkzeuglose Herstellung komplexer Geometrien und Designs, die mit konventionellen Fertigungsmethoden nicht kostengünstig realisierbar sind. In dem Vortrag geht es um das Fused Filament Fabrication (FFF) Verfahren, bei dem ein Thermoplastfilament durch eine Düse extrudiert wird. Das Material wird Schicht für Schicht aufgetragen, bis das finale Bauteil fertiggestellt ist. Dabei kommt es zur Ausbildung von hohen Temperaturgradienten, wenn neues geschmolzenes Material auf untere kühlere Schichten abgelegt wird. Die Thermalhistorie hat signifikante Auswirkungen auf die Material- und Bauteileigenschaften. So verursachen die Temperaturgradienten inhärente Eigenspannungen, die zu einem Bauteilverzug führen. Für eine reproduzierbare Bauteilqualität sowie eine geringe Streuung in den finalen Bauteilabmessungen ist ein tiefgreifendes Prozessverständnis unter Berücksichtigung der zugrunde liegenden Material-Prozess-Bauteil-Wechselwirkungen erforderlich. Um diese komplexen multiphysikalischen Prozesse zu analysieren, werden zunehmend Fertigungsprozesssimulationen eingesetzt.
In dem Vortrag wird eine Methode zur AM Prozesssimulation unter Nutzung kommerziell verfügbarer Simulationswerkzeuge aufgezeigt. Ziel ist es, die Vorhersagegenauigkeit aktuell verfügbarer Methoden zu bewerten. Hierzu werden die Temperaturen während des Druckprozesses mithilfe von integrierten Thermoelementen gemessen und mit den berechneten Temperaturen verglichen. Danach stehen die Abweichungen zur Diskussion und die identifizierten Ursachen werden durch Experimente überprüft.
