Vorteile der Additiven Fertigung

Forschungsergebnisse in “Advanced Functional Materials”

16.07.2021

Die Additive Fertigung von magnetischen Funktionswerkstoffen wird zunehmend attraktiver und könnte viele neue Anwendungsaspekte eröffnen, da komplexe Bauteile inzwischen mit maßgeschneiderter magnetischer Flussdichteverteilung erzeugt werden können. Neueste Forschungsergebnisse eines Teams der TU Darmstadt wurden soeben in der Fachzeitschrift “Advanced Functional Materials” veröffentlicht.

Die wissenschaftlichen Mitarbeiter im Rahmen des vom FiF-Gremium geförderten Projekts QuamM: (v.li.n.re.) Kilian Schäfer (Funktionale Materialien), Jana Harbig, Holger Merschroth (beide Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen), Jianing Liu (Funktionale Materialien).

Additive Fertigung von magnetischen Funktionswerkstoffen ist ein wichtiger Forschungsschwerpunkt des Sonderforschungsbereichs Hysterese-Design magnetischer Materialien für effiziente Energieumwandlung (SFB/TRR 270), den die TU Darmstadt (Sprecherschaft) zusammen mit der Universität Duisburg-Essen eingeworben hat.

In der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials sind nun neueste Ergebnisse der Arbeiten des Darmstädter Teams publiziert. Dabei kooperierten das TU-Fachgebiet Funktionale Materialien, das Fraunhofer IWKS und das TU-Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen.

Die Forscherinnen und Forscher konnten zeigen, dass die Verwendung eines durch Additive Fertigung geführten Prozesses bei der Herstellung einer Pr-Fe-Cu-B-Legierung sehr vorteilhaft ist: Er führt im Vergleich zu gesinterten oder warmverformten Nd-Fe-B Magneten aufgrund einer neuen unkonventionellen Mikrostruktur zu einer hohen magnetischen Koerzitivfeldstärke.

Die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Fachbereichen Maschinenbau und Materialwissenschaft wird durch das Forum interdisziplinäre Forschung der TU Darmstadt (FiF) gefördert.

Im Rahmen des QuamM-Projekts (Qualifizierung magnetischer Materialien für die Additive Fertigung) wird die Pulverherstellung, Qualifizierung und Prozessbewertung von funktionalen Magnetwerkstoffen mittels Laser-Powder-Bed-Fusion angestrebt. Die erzielten Ergebnisse sind wichtige Vorarbeiten für das geplante AMC (Additive Manufacturing Centre) an der TU Darmstadt.

Die Publikation

Lukas Schäfer, Konstantin Skokov, Jianing Liu, Fernando Maccari, Tobias Braun, Stefan Riegg, Iliya Radulov, Jürgen Gassmann, Holger Merschroth, Jana Harbig, Matthias Weigold, Oliver Gutfleisch: „Design and Qualification of Pr–Fe–Cu–B Alloys for the Additive Manufacturing of Permanent Magnets“, in: Advanced Functional Materials 2021, 2102148

DOI: doi.org/10.1002/adfm.202102148