ProjektPAMPROD

Die metallische additive Fertigung etabliert sich zunehmend als Schlüsseltechnologie für die Konstruktion und Herstellung komplexer, leichter und optimierter Bauteile. Sie adressiert zentrale Herausforderungen der Luftfahrt-, Automobil- und Energiebranche.

Ihre Industrialisierung in großem Maßstab wird jedoch durch mehrere Einschränkungen gebremst:

• unzureichende Produktivität bei großformatigen Bauteilen
• noch begrenzte Kontrolle von Defekten während der Fertigung
• komplexe Integration in automatisierte Industrieumgebungen
• Mangel an hybriden Lösungen, die mehrere Verfahren kombinieren können

Vor diesem Hintergrund zielt das Projekt PAMPROD darauf ab, eine hybride Multi-Technologie-Maschine zu entwickeln, die großformatige Metallbauteile mit hoher Taktrate herstellen kann und dabei Qualität, Wiederholgenauigkeit und weniger Defekte gewährleistet.

Dieses Projekt ist zudem Teil der Herausforderungen der S3 Alsace, insbesondere:

• Ressourcenschonendere und leistungsfähigere Werkzeugmaschinen
• Nachhaltige Mobilität und Leichtbau
• Verringerung der Umweltauswirkungen der Industrieproduktion

Projekt über 36 Monate, von Januar 2019 bis Januar 2021

Das Projekt PAMPROD hat zum Ziel, eine vollständige industrielle Lösung für die hybride additive Fertigung zu entwickeln.

Die Hauptziele sind:

• Konstruktion einer hybriden Multi-Technologie-Maschine für die additive Fertigung
• Steigerung der Produktivität metallischer Fertigungsverfahren
• Reduzierung von Fertigungsfehlern und Verbesserung der Bauteilqualität
• Ermöglichung der Fertigung komplexer, großformatiger Bauteile
• Integration von Reparatur- und Oberflächenfunktionalisierungsfunktionen
• Optimierung der Verfahren für eine robuste und reproduzierbare Industrialisierung

IREPA LASER ist wissenschaftlich-technologischer Hauptakteur des Projekts und übernimmt eine zentrale Rolle bei der Modellierung, der Verfahrensentwicklung und der industriellen Validierung.

Modellierung und Simulation der Verfahren (Arbeitspaket 4 – Leitung IREPA LASER)

IREPA LASER entwickelt fortschrittliche Modelle, um:

• draht- und pulverbasierte Verfahren zu simulieren
• das Gesamtverhalten der gefertigten Bauteile vorherzusagen
• Simulation und Messtechnik zu koppeln, um Rückkopplungsschleifen zu schaffen
• den Einfluss von Wärmebehandlungen auf die endgültige Geometrie zu analysieren

Entwicklung und Optimierung der Verfahren (Arbeitspaket 5 – Leitung IREPA LASER)

Die Arbeiten zielen darauf ab:

• bestehende Verfahren an die Anforderungen hoher Produktivität anzupassen
• die Parameter der additiven Fertigung zu optimieren
• eine effiziente Integration in die Hybridmaschine sicherzustellen

Prototypenbau und industrielle Validierung (Arbeitspaket 9 – Leitung IREPA LASER)

IREPA LASER übernimmt die industrielle Validierung durch:

• die Fertigung großformatiger Demonstratoren
• die Bewertung der Verfahren und Nachbearbeitungen
• die wirtschaftliche Analyse der entwickelten Lösungen
• die Erstellung von Konstruktionsleitfäden für die Industrie

Das Projekt PAMPROD stützt sich auf ein komplementäres Konsortium aus Industrie und Wissenschaft:

• APERAM – Gesamtleitung und Werkstoffentwicklung
• PRODWAYS – Maschinendesign und Industrialisierung
• IREPA LASER – Modellierung, Verfahren und industrielle Validierung
• ESTIA – Systemintegration, Robotisierung und Schnittstellen
• Institut Jean Lamour – Charakterisierung von Werkstoffen und Grenzflächen
• SUPRATEC – Monitoring und Regelung der Verfahren

• Gesamtkosten des Projekts: 1 986 437,50 €
• FEDER-Förderung: 759 406,00 €
• Kofinanzierung Région Grand Est + FEDER: Programm S3 Alsace

Das Projekt PAMPROD erzielt bedeutende industrielle Effekte für die metallische additive Fertigung.

Industrialisierung der additiven Fertigung

Die Hybridmaschine ermöglicht einen Schritt hin zu einer schnelleren, stabileren und stärker automatisierten Produktion.

Verbesserung der Bauteilqualität

Die Reduzierung von Fehlern und die Einführung des Monitorings verbessern die Zuverlässigkeit der Bauteile erheblich.

Verringerung der Umweltauswirkungen

Weniger Ausschuss, geringerer Materialverbrauch und energetische Optimierung der Verfahren.

Anwendungen im nachhaltigen Verkehr

Die gefertigten Bauteile sind leichter und leistungsfähiger und tragen so zur Senkung des Energieverbrauchs von Fahrzeugen bei.

Aufbau einer vollständigen industriellen Prozesskette

Das Projekt deckt die gesamte Kette ab:

• Werkstoffe
• Maschine
• Verfahren
• Simulation
• Monitoring
• industrielle Validierung