18th International Conference on Advanced Computational Engineering and Experimenting (ACEX) 2025 in Neapel

An der International Conference on Advanced Computational Engineering and Experimenting (ACEX) vom 30. Juni bis 04. Juli 2025 in Neapel gab es zahlreiche Beiträge des Teams von FLAB-3Dprint.

Prof. Alexander Koch stellte als Gastredner die agile Entwicklungsmethodik für die additive Fertigung vor, die gezielt die erheblichen Synergiepotenziale zwischen den methodischen Aspekten der iterativen und inkrementellen Entwicklung und den technologischen Eigenschaften der additiven Fertigung für die Serienproduktion nutzt. Das speziell entwickelte Framework befasst sich mit zentralen Themen wie der Identifizierung geeigneter Produkte, der Priorisierung von Backlog-Elementen und dem Design für die additive Fertigung, um technische und physikalische Widersprüche zu lösen. All dies geschieht im Rahmen eines iterativen und inkrementellen Ansatzes, der sich an agilen Frameworks wie Scrum orientiert, was die nächste Frage aufwirft: Wie lassen sich die ursprünglich aus der Softwareentwicklung stammenden Werte und Prinzipien auf den Kontext der Direktfertigung übertragen? Prof. Koch lieferte in seiner Präsentation erste Antworten und Ansätze zu dieser Frage.

In seinem Vortrag zum Thema „Process interruptions in PBF-LB/M: Effects on the temperature history and recommendations for a suitable restart procedure“ gab Martin Moser einige Empfehlungen, wie eine Prozessunterbrechung bei PBF-LB/M gehandhabt werden kann, um negative Auswirkungen auf die hergestellten Bauteile zu reduzieren.

Julian Klingenbecks Vortrag mit dem Titel „Simulation of process induced thermal history in contact interfaces formed during Fused Filament Fabrication“ konzentrierte sich auf das Verständnis der thermischen Historie. Dies ist ein entscheidender Faktor für die Bestimmung des Einflusses des 3D-Druckprozesses auf die mechanischen Eigenschaften. Dabei werden die Temperaturzyklen während der Materialauftragung, -abkühlung und -wiedererwärmung berücksichtigt. Diese Schwankungen beeinflussen die Materialmikrostruktur, die Bindung zwischen den Schichten und die Gesamteigenschaften des Bauteils.

In seinem Vortrag mit dem Titel „Hybrid Manufacturing through PBF-LB/M 3D Micro Scarf Adhesive Joints made of AlSi10Mg and Ti6Al4V“ zeigte Michael Ascher, wie die Topografieoptimierung additiv gefertigter Klebeverbindungen die Leistungsfähigkeit von Klebeverbindungen steigern kann, indem die enorme Designfreiheit genutzt wird, die AM-Prozesse auszeichnet.

Dr. Marina Kühn-Kauffeldt konzentrierte sich in ihrem Vortrag auf die kritischen Anpassungen, die für den erfolgreichen Einsatz der Fused Filament Fabrication (FFF) in einer Vakuumumgebung erforderlich sind. Dabei wurden die besonderen Herausforderungen und notwendigen Hardware-Anpassungen für den vakuumbasierten 3D-Druck hervorgehoben. Die Präsentation endete mit praktischen Strategien zur Bewertung und Feinabstimmung von Prozessparametern – unter Nutzung von IR-Kameradiagnostik und thermischen Wärmeübertragungsmodellen, um eine zuverlässige Leistung zu gewährleisten.

In der Präsentation von Johannes Rottler wurde der Einfluss von Wärmestau während des Laser Powder Bed Fusion (PBF\LB-M)-Prozesses auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften von Ti-6AI-4V untersucht, wobei ein Versprödungseffekt bei ineffizienter Wärmeabfuhr identifiziert wurde. Die Ergebnisse zielen darauf ab, die Strategien zum Wärmemanagement zu verbessern und damit die Zuverlässigkeit und Leistung von Titanbauteilen in kritischen industriellen Anwendungen zu steigern.

In seinem Vortrag „Influence of In-Situ Modification on the Mechanical Properties of Components Out of Large-Scale Material Extrusion Production“ zeigte Dominik Leubecher (WIWeB), wie gezielte In-situ-Anpassungen der Substratoberflächentemperatur während des Druckprozesses die mechanischen Eigenschaften von großvolumigen additiv gefertigten Bauteilen direkt beeinflussen. Systematische Zugversuche bestätigten, dass zusätzliche Erwärmung und Kühlung zu signifikanten Schwankungen der Zugfestigkeit und Bruchdehnung führen. Laserscanning-Analysen und Rasterelektronenmikroskopie zeigten, wie diese verfeinerte Temperaturregelung die Haftung zwischen den Schichten verbessert, während durch die Röntgendiffraktion (XRD) die entsprechenden Veränderungen in der Ausrichtung der kristallinen Phasen bestätigt wurden.

Dr. Mehul Lukhi stellte eine multiphysikalische Simulationsstudie zum additiven Fertigungsprozess auf Basis der Materialextrusion vor, wobei er sich auf die Entwicklung von Restspannungen in gedruckten Strängen konzentrierte. Unter Verwendung viskoelastischer Materialmodellierung und ALE-basierter Finite-Elemente-Methoden zeigte die Studie, wie Druckgeschwindigkeit und thermische Bedingungen den Spannungsaufbau und die Verformung beeinflussen, was durch experimentelle Validierung bestätigt wurde. Die Arbeit trägt zu einem tieferen Verständnis der Spannungsbildungsmechanismen bei, insbesondere des „Ein-Schicht-Memory-Effekts”, und ebnet den Weg für eine verbesserte Kontrolle beim großformatigen 3D-Druck.

Florian Günthers Poster befasste sich mit seiner Forschung zum Thema „Identification of Products and Potentials for Direct Manufacturing using PBF-LB/M“. Die vorgestellte Methodik ermöglicht es, Anwendungen mit hohem DfAM-Potenzial auf der Grundlage technischer und physikalischer Widersprüche, die sich aus den Anforderungen ergeben, zu identifizieren.

Julius Cronau präsentierte sein Poster zum Thema „Optimizing additively manufactured stochastic lattices structures for energy absorption under impact loading”. Diese Studie zeigt, wie die gezielte Variation der Strebenwinkel die mechanischen Eigenschaften additiv gefertigter stochastischer Gitterstrukturen aus PA12 beeinflusst und damit den Weg für maßgeschneiderte, leistungsstarke Leichtbaumaterialien ebnet.