3DKI

Die additive Fertigung ist in vielen Industriebereichen mittlerweile fest verankert. Im Gegensatz zu den weit verbreiteten Verfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen und Metallen stellt die additive Fertigung von Keramik jedoch weiterhin eine Nischenanwendung dar. Dabei bietet gerade die additive Verarbeitung von hart-spröden Werkstoffen wie Keramiken großes Potenzial für eine nachhaltige und materialsparende Herstellung von konturnahen Halbzeugen und Fertigteilen.

Das Forschungsprojekt „Nachhaltige Additive Fertigung von Keramik: Integration von Künstlicher Intelligenz und Optimierung von Prozess- und Ressourceneffizienz (3DKI)“ knüpft an die Arbeiten des Kompetenzzentrums für die Fertigung anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe (3D Keramik Kompetenzzentrum) an und entwickelt diese gezielt weiter. Im Rahmen des geplanten Vorhabens erfolgt eine Fokussierung auf die Integration der Künstlichen Intelligenz (KI) sowie Maßnahmen zur gezielten Steigerung der Nachhaltigkeit der Arbeiten im Kompetenzzentrum. Die Umsetzung dieser Maßnahmen stärkt die Fähigkeit des Kompetenzzentrums, aktuellen Anforderungen und Herausforderungen der Wirtschaft adäquat zu begegnen.

In dem Verbundprojekt arbeiten die Universität Koblenz, das Forschungsinstitut für Glas-Keramik GmbH, die Hochschule Koblenz sowie der Umwelt-Campus Birkenfeld interdisziplinär daran, den 3D-Druck von Keramik voranzutreiben, nachhaltig zu gestalten und KI in alle Bereiche der Prozesskette zu integrieren.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Wahl am Umwelt-Campus Birkenfeld übernimmt in dem Projekt die Aufgabe, die Prozesse der additiven Fertigung ressourceneffizienter zu gestalten. Dies erfolgt unter anderem durch die Optimierung von Düsen für den 3D-Druck von Feuerbeton mittels Strömungssimulationen und der additiven Fertigung der optimierten Bauteile. Weiterhin wird ein neuartiger Granulatdrucker entwickelt, mit dem aufbereitete keramische Materialien in einem Kreislaufprozess erneut in der additiven Fertigung eingesetzt werden können. Gemeinsam mit den Projektpartnern werden hierbei die Verarbeitungsparameter verbessert und die Bauteilqualität kontinuierlich überprüft. Darüber hinaus werden Modelle und Simulationen entwickelt, die Geometrieveränderungen in der additiven Verarbeitung von Keramik vorhersagen und somit eine gezielte Anpassung der Bauteilgeometrie ermöglichen, um eine bessere Maßhaltigkeit sowie weniger Ausschuss zu erzielen.
 

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