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.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte

Herstellung von optimierten Knotenstrukturen
Entwicklung von Fertigungsprozessen in der Additiven Fertigung
Biegesteifer Kopfplattenanschluss
Ausgesteifte Feinbleche zur Anwendung im Fassadenbau

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.

  • 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

  • WAAM: realistische Abbildung der gedruckten Struktur mittels Finiter Elemente

    11.04.2022

    offen

    Zum Drucken dreidimensionaler Strukturen aus metallischen Werkstoffen existieren inzwischen Technologien, deren Wirtschaftlichkeit und Produktivität im Vergleich zu anderen Verfahren (z. B. Lasersintern) deutlich gesteigert wurde. Für den Stahlbau ist die additive Fertigung mit dem CMT-Schweißen (WAAM) entwickelt worden. Hiermit können komplizierte 3-D-Strukturen gedruckt werden. Das Fachgebiet Stahlbau verfügt hierfür über zwei Schweißroboter.

    Bisher wurden bereits einige Materialuntersuchungen an gedruckten Strukturen gemacht. Diese Ergebnisse sowie weitere Aspekte des Druckprozesses sollen in einem FE-Modell berücksichtigt werden. Hierbei soll mithilfe des Robotercodes ein äquivalentes Modell aufgebaut werden.

    Im Rahmen einer Master-Thesis soll ein Weg aufgezeigt werden, wie anhand eines Robotercodes für einen Comau-Schweißroboter FE-Modelle aufgebaut werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Maren Erven, 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.