Aufgabenstellung
Multi-Material-Bauteile sind Werkstoffverbunde, welche aus Bereichen unterschiedlicher Werkstoffe mit verschiedenen Eigen-schaftsprofilen bestehen. Zu deren additiven Fertigung soll das Verfahren des Laserstrahlschmelzens eingesetzt werden, mit welchem Bauteile beliebiger Geometrie ohne zusätzliche Werkzeuge aus thermoplastischen Pulvermaterialien hergestellt werden können. Da es bisher nur möglich ist, Bauteile aus einem einzigen Ausgangsmaterial zu fertigen, können mittels Laserstrahlschmelzen realisierten Multi-Material-Bauteilen neue Anwendungsmöglichkeiten für die additive Fertigung erschlossen werden.

Vorgehensweise
Um das Ziel der Herstellung von Multi-Material-Bauteilen zu erreichen, werden neue Pulverauftragsmechanismen sowie Bestrahlungsstrategien untersucht. Die zu untersuchenden Auftragsmechanismen müssen die flexible Präparation von heterogenen Pulverschichten (z. B. verschiedene Thermoplaste) mit klar definierten Trennzonen ermöglichen. Zur Verarbeitung dieser Schichten sind lokal unterschiedliche Vorheiztemperaturen des Pulverbetts und werkstoffangepasste Energieeinträge erforderlich. Dies kann mit einer simultanen, intensitätsselektiven Bestrahlung realisiert werden, wobei ein Mikrospiegel-Array zur Erzeugung der zeitlich und räumlich veränderlichen optischen Leistungsdichten eingesetzt wird.

Ergebnisse
Sehr vielversprechend hat sich der Einsatz von vibrationskontrollierten Düsen gezeigt, mit denen sehr kleine Pulvermengen mit großer Präzision selektiv aufgebracht werden können. Darüber hinaus wurde ein experimenteller Aufbau zur Untersuch-ung des elektrophotographischen Pulverauftrags errichtet. Mittels der simultanen, intensitätsselektiven Bestrahlungsstrategie wurden bereits mehrschichtige Probekörper mit einfachen Geometrien realisiert, wie beispielsweise Zugstäbe aus thermoplastischen Elastomeren und Polyethylen. Diese zeichnen sich durch lokal unterschiedliche Eigenschaftsprofile, wie unterschiedlichen Steifigkeiten oder haptisches Erscheinungsbild, in einem Bauteil aus.