Die additive Fertigung metallischer und polymerer Werkstoffe hat durch unterschiedlichste Forschungsaktivitäten und die Verfügbarkeit kommerzieller Drucksysteme in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Einerseits ermöglicht dieses Verfahren eine sehr kurzfristige Fertigung von Ersatzteilen und bietet damit im Sinne einer effizienten Logistik geringe Lagerhaltung und schnelle (just in time) Ersatzteilverfügbarkeit. Gerade im Hinblick auf die logistischen Herausforderungen bei den bestehenden Waffensystemen können sich dadurch neue Chancen ergeben. Andererseits bieten sich aber auch für die Entwicklung neuer Bauteile wesentlich größere Gestaltungsmöglichkeiten, da die additive Fertigung zumeist deutlich geringeren Fertigungseinschränkungen unterliegt.
Während die additive Fertigung von Metallen sowie unverstärkten oder kurz-bzw. langfaserverstärkten Kunststoffen gut erschlossen ist, liegen für endlosfaserverstärkte Kunststoffe bisher kaum verwertbare Erkenntnisse vor. Zwar existieren bereits einige kleinere Unternehmen, die an der Entwicklung entsprechender Drucksysteme arbeiten, kommerzielle Lösungen sind jedoch noch nicht verfügbar. Zudem basieren einige dieser Lösungen nach wie vor auf einem lagenweisen Prozess, so dass die Fertigung echter dreidimensional verstärkter Strukturen nicht möglich ist. Um die Vorteile faserverstärkter Strukturen voll nutzen zu können, ist dieser Aspekt jedoch von zentraler Bedeutung.
Um diese Probleme anzugehen, entwickeln wir einen Ansatz, der sowohl die optimale Topologie als auch die Faserpfade für eine gegebene Struktur entwirft. Ziel ist es, in 3D optimierte Strukturbauteile zu konstruieren und zu drucken und letztlich den Ansatz auf mehrachsige Robotersysteme zu erweitern.
