Hier finden Sie eine Zusammenstellung der Informationen zu unserer Forschung im Bereich Additive Fertigung im Stahlbau mittels Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM).

Was ist WAAM?

Die Additive Fertigung (auch 3-D-Drucken genannt) ist ein wesentlicher Bestandteil der Industrie 4.0. Individuelle Bauteile – ab Losgröße 1 – sollen zum Preis von Massenware angeboten werden. Hierfür ist das WAAM geeignet, da es durch hohe Auftragsraten (bis zu 5 kg/h und mehr) besticht. Das WAAM basiert auf dem Metall-Schutzgasschweißen, wobei der Draht das Druckmaterial ist. Auf diese Weise lassen sich mit einem Schweißroboter komplexe dreidimensionale Strukturen fertigen.

WAAM am Fachgebiet Stahlbau

Am Fachgebiet Stahlbau werden die Einsatzmöglichkeiten der draht- und lichtbogenbasierten generativen Fertigung untersucht, genannt WAAM (Wire and Arc Addtive Manufacturing). Für die Forschung steht ein Labor mit zwei Schweißrobotern mit modernster Technik zur Verfügung. Neben der Forschung an der Additiven Fertigung von stahlbautypischen Anschluss- und Knotenelementen wurde am Fachgebiet die weltweit erste vor Ort gedruckte Stahlbrücke hergestellt.

Versuchsstand

Der Versuchsstand zur Additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau der Technischen Universität Darmstadt verfügt über zwei Schweiß- und einen Fräsroboter, die in separaten und gemeinsamen Arbeitsschritten additiv gefertigte Objekte herstellen und gegebenenfalls nachbearbeiten.

DIe Schweißgeräte der Firma Fronius ermöglichen das Arbeiten mit verschiedenen Schweißprozessen um den verschiedenen Forschungsrichtungen im Wire and Arc Additive Manufacturing gerecht zu werden.

  • Sandwichelemente gewinnen innerhalb der Baubranche seit Jahrzenten immer mehr an Bedeutung. Grund dafür ist deren geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit und guten bauphysikalischen Eigenschaften. Forschungsergebnisse an der TU Darmstadt haben gezeigt, dass gekrümmte Sandwichelemente in Flächentragwerken großes Potenzial aufweisen.

    Zudem zeigen erste Experimente in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

    Ziel dieser Bachelor-Thesis ist es die beiden Forschungsfelder erstmals miteinander zu verbinden. Es soll eine Schalung entworfen und gebaut werden, um mittels WAAM ausgesteifte Feinbleche zu gekrümmten Sandwichelementen ausschäumen zu können. Durch Vorversuche und Beschäftigung mit dem Polyurethanschaum soll die Schalung optimiert werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Philipp Grebner, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Erste Ergebnisse in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau zeigen, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

    Ziel dieser Bachelor-Thesis ist es den Einfluss von einseitigen Rippenaufschweißungen auf die schweißinduzierte Krümmung von Feinblechen zu untersuchen.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Philipp Grebner, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • 3-D-Drucken mit Stahl: Einfluss von Kühlprozessen auf die Additive Fertigung von Strukturen mittels Wire Arc Additive Manufacturing

    3D Printing with Steel: Influence of Cooling Processes on the Additive Manufacturing of Structures by Wire Arc Additive Manufacturing

    01.12.2020

    Die Additive Fertigung gewinnt in der Baubrache mehr und mehr an Bedeutung. Im Stahlbau ist ein Verfahren mittels Lichtbogenschweißen, das sog. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) eine aussichtsreiche Fertigungsmethode. Gerade für größere Bauteile ist eine ausreichend hohe Auftragsrate entscheidend. Neben dem Wissen um geeignete Schweißparameter spielt die Kenntnis des Einflusses von Kühlprozessen auf die Fertigung und Materialeigenschaften gedruckter Strukturen eine maßgebende Rolle. Das Fachgebiet Stahlbau verfügt zur Erforschung der Technologie und deren Anwendung über zwei Schweißroboter.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Benedikt Waldschmitt, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • 3-D-Drucken mit Stahl: Einfluss von Schutzgasen auf die Auftragsrate des Wire Arc Additive Manufacturing

    3D Printing with Steel: Influence of Shielding Gases on Wire Arc Additive Manufacturing Deposition

    01.12.2020

    Die Additive Fertigung gewinnt in der Baubrache mehr und mehr an Bedeutung. Im Stahlbau ist ein Verfahren mittels Lichtbogenschweißen, das sog. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) eine aussichtsreiche Fertigungsmethode. Gerade für größere Bauteile ist eine ausreichend hohe Auftragsrate entscheidend. Neben dem Wissen um geeignete Schweißparameter spielt die Kenntnis des Einflusses von Schutzgasen auf die Fertigung und Materialeigenschaften gedruckter Strukturen eine maßgebende Rolle. Das Fachgebiet Stahlbau verfügt zur Erforschung der Technologie und deren Anwendung über zwei Schweißroboter.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Benedikt Waldschmitt, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • 3-D-Drucken mit Stahl: Optimierung der Auftragsrate im Wire + Arc Additive Manufacturing

    3-D-Printing with steel: Optimization of the deposition efficien-cy in Wire + Arc Additive Manufacturing

    14.07.2020

    Die Additive Fertigung gewinnt in der Baubrache mehr und mehr an Bedeutung. Im Stahlbau ist das Verfahren mittels Lichtbogenschweißen, das sog. Wire + Arc Additive Manufacturing (WAAM) eine aussichtsreiche Fertigungsmethode. Gerade für massive große Bauteile ist eine ausreichend hohe Auftragsrate entscheidend. Damit einher geht der Auftrag mehrerer Schweißlagen nebeneinander. Das Fachgebiet Stahlbau verfügt zur Erforschung der Technologie und deren Anwendung über zwei Schweißroboter.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Benedikt Waldschmitt, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • offen

    Erste Ergebnisse in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau zeigen, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

    Ziel dieser Master-Thesis ist es den Einfluss von einseitigen Rippenaufschweißungen auf die schweißinduzierte Krümmung von Feinblechen zu untersuchen. Dabei sollen mittels Finiter Elemente Schweißsimulationen bisherige experimentelle Untersuchungen simuliert werden. Anschließend soll die entstandene Krümmung der Simulation ausgewertet und mit den experimentellen Ergebnissen verglichen werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Philipp Grebner, M.Sc.

  • offen

    Sandwichelemente gewinnen innerhalb der Baubranche seit Jahrzenten immer mehr an Bedeutung. Grund dafür ist deren geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit und guten bauphysikalischen Eigenschaften. Forschungsergebnisse an der TU Darmstadt haben gezeigt, dass gekrümmte Sandwichelemente in Flächentragwerken großes Potenzial aufweisen.

    Zudem zeigen erste Experimente in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

    Ziel dieser Master-Thesis ist es die beiden Forschungsfelder erstmals miteinander zu verbinden. Es sollen mittels WAAM ausgesteifte Feinbleche zu gekrümmten Sandwichelementen ausgeschäumt werden und auf ihre Tragfähigkeit untersucht werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Philipp Grebner, M.Sc.

  • offen

    Sandwichelemente gewinnen innerhalb der Baubranche seit Jahrzenten immer mehr an Bedeutung. Grund dafür ist deren geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit und guten bauphysikalischen Eigenschaften. Forschungsergebnisse an der TU Darmstadt haben gezeigt, dass gekrümmte Sandwichelemente in Flächentragwerken großes Potenzial aufweisen.

    Zudem zeigen erste Experimente in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

    Ziel dieser Master-Thesis ist es mittels Finiter-Elemente-Methode den Einfluss von einachsigen Rippenaufschweißungen auf die Tragfähigkeit von Sandwichelementen zu untersuchen.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Philipp Grebner, M.Sc.

  • 3-D-Drucken mit Stahl: Einfluss von Kühlprozessen auf die Additive Fertigung von Strukturen mittels Wire Arc Additive Manufacturing

    3D Printing with Steel: Influence of Cooling Processes on the Additive Manufacturing of Structures by Wire Arc Additive Manufacturing

    01.12.2020

    offen

    Die Additive Fertigung gewinnt in der Baubrache mehr und mehr an Bedeutung. Im Stahlbau ist ein Verfahren mittels Lichtbogenschweißen, das sog. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) eine aussichtsreiche Fertigungsmethode. Gerade für größere Bauteile ist eine ausreichend hohe Auftragsrate entscheidend. Neben dem Wissen um geeignete Schweißparameter spielt die Kenntnis des Einflusses von Kühlprozessen auf die Fertigung und Materialeigenschaften gedruckter Strukturen eine maßgebende Rolle. Das Fachgebiet Stahlbau verfügt zur Erforschung der Technologie und deren Anwendung über zwei Schweißroboter.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Benedikt Waldschmitt, M.Sc.

  • 3-D-Drucken mit Stahl: Einfluss von Schutzgasen auf die Auftragsrate des Wire Arc Additive Manufacturing

    3D Printing with Steel: Influence of Shielding Gases on Wire Arc Additive Manufacturing Deposition

    01.12.2020

    offen

    Die Additive Fertigung gewinnt in der Baubrache mehr und mehr an Bedeutung. Im Stahlbau ist ein Verfahren mittels Lichtbogenschweißen, das sog. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) eine aussichtsreiche Fertigungsmethode. Gerade für größere Bauteile ist eine ausreichend hohe Auftragsrate entscheidend. Neben dem Wissen um geeignete Schweißparameter spielt die Kenntnis des Einflusses von Schutzgasen auf die Fertigung und Materialeigenschaften gedruckter Strukturen eine maßgebende Rolle. Das Fachgebiet Stahlbau verfügt zur Erforschung der Technologie und deren Anwendung über zwei Schweißroboter.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Benedikt Waldschmitt, M.Sc.

  • Untersuchung von Fertigungsstrategien zur verzugsarmen Fertigung einer Brücke mit dem WAAM

    Assessment of Fabrication Strategies with low Distortions for WAAM of a Bridge

    14.07.2020

    abgeschlossen

    Zum Drucken dreidimensionaler Strukturen aus metallischen Werkstoffen existieren verschiedene Technologien, wobei für den Stahlbau die Additive Fertigung mit einem Metallschutz¬gas-Schweißverfahren (WAAM) am besten geeignet ist. Im Rahmen eines Projekts an der TU Darmstadt wurde eine Stahlbrücke gefertigt, deren Geometrie einer dünnwandigen, doppelt-gekrümmten Schale entspricht. Bei der Fertigung traten geometrische Verzüge auf, die in ihrer Größenordnung für eine Fortführung der Fertigung unverträglich waren. Mit einer alternativen Fertigungsstrategie können die Verzüge vermutlich reduziert werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Benedikt Waldschmitt, M.Sc.