Ziele und Problemstellung:

Das Netzwerk „Qualität und Standardisierung in der additiven Fertigung“ reagiert auf eine zentrale Schwachstelle der heutigen Additiven Fertigung. In der Praxis zeigen sich deutliche Probleme bei der Prozessstabilität und Reproduzierbarkeit, selbst wenn gleiche Bauteile auf derselben Maschine mit Pulver aus derselben Lieferung hergestellt werden. Diese Abweichungen in den Bauteileigenschaften verhindern eine breite Industrialisierung und bremsen insbesondere Anwendungen in sicherheitskritischen Bereichen wie der Luftfahrt, in denen bislang meist jedes einzelne Bauteil zertifiziert werden muss. Parallel fehlt eine vollständig verlässliche Fehleridentifikation, da etablierte Prüfverfahren wie Computertomografie, Thermografie oder Ultraschall immer nur einen Teil der potenziellen Fehler erfassen. Das Netzwerk setzt genau hier an und verfolgt das Ziel, die Qualität in der Additiven Fertigung besser abzusichern, Ursachen für Qualitätsstreuungen systematisch zu verstehen und die Grundlage für eine wirtschaftliche, standardisierte Nutzung der Technologie zu legen.

Inhalte und Schwerpunkte:

Inhaltlich gliedert sich das Vorhaben in mehrere technische Themenblöcke, die entlang der Prozesskette der metallischen Additiven Fertigung angeordnet sind. Ein Schwerpunkt liegt auf der Wiederholbarkeit und Standardisierung der Pulverqualität. Hier geht es darum, Prüfverfahren zu identifizieren und weiterzuentwickeln, mit denen sich Partikelgrößenverteilung, Morphologie, innere Strukturmerkmale, chemische Zusammensetzung und Fließeigenschaften von Pulvern zuverlässig erfassen lassen. Ein besonderes Augenmerk gilt der Wiederverwendung von Restpulvern aus vorherigen Baujobs und der Frage, wie sich Alterungseffekte und Kontaminationen erkennen und beherrschen lassen. Ein weiterer Themenblock widmet sich der In situ Analyse des Schmelzprozesses. Ziel ist es, über Sensorik, Bildgebung und Datenanalyse den Bauprozess in Echtzeit zu überwachen, kritische Zustände frühzeitig zu erkennen und perspektivisch Eingriffe wie Prozessabbruch oder lokale Korrekturen zu ermöglichen. Ergänzend dazu beschäftigt sich das Netzwerk mit der Weiterentwicklung zerstörungsfreier und zerstörender Prüfverfahren, um innere Fehler, Materialermüdung und Belastungsverhalten besser zu erfassen und für Standardisierung nutzbar zu machen. Übergreifend ziehen sich Fragen der Normung und Standardisierung durch alle Themenblöcke.

Zielgruppe und Nutzen:

Adressiert werden Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die metallische additive Fertigung bereits einsetzen oder in Richtung Serienproduktion ausbauen wollen. Dazu gehören große Industrieunternehmen aus stark regulierten Branchen, aber auch kleine und mittlere Unternehmen, die Prüf- oder Pulvertechnologien bereitstellen oder als Fertiger auftreten. Gleichzeitig richtet sich das Netzwerk an Institute, die in den Bereichen Werkstoffprüfung, Sensorik, Datenanalyse und Standardisierung arbeiten. Diese Akteure profitieren von einem strukturierten Rahmen, in dem Erfahrungen gebündelt, Forschungsbedarfe gemeinsam konkretisiert und Verbundprojekte gezielt vorbereitet werden. Für industrielle Anwender entsteht ein direkter Nutzen durch robustere Prozessketten, eine besser abgesicherte Produktqualität und eine Reduktion von Ausschuss und Prüfaufwänden. Prüftechnikanbieter und Pulverhersteller gewinnen Klarheit darüber, welche Merkmale und Verfahren für die Praxis wirklich relevant sind, und können ihre Lösungen gezielt daran ausrichten. Langfristig erleichtern verbesserte Prüfstrategien und erste Standardisierungskonzepte die Zulassung additiv gefertigter Bauteile und senken damit die Einstiegshürden für neue Anwendungen.

Ergebnisse:

In der ersten Phase des Netzwerks stehen konzeptionelle und vorbereitende Ergebnisse im Vordergrund. Dazu gehört die systematische Analyse des Stands von Technik und Forschung in den Bereichen Pulverqualität, In situ Monitoring und Prüfverfahren sowie die Definition von priorisierten Untersuchungsfeldern. In den Arbeitsgruppen werden konkrete Einzelprojekte identifiziert und strukturiert, die sich etwa mit Wiederverwendung und Charakterisierung von Pulvern, der Kombination verschiedener In situ Messverfahren oder der Verbesserung zerstörungsfreier Prüfmethoden beschäftigen. Ergebnis dieser Arbeit ist eine Roadmap, die technologische Entwicklungspfade, Projektideen und mögliche Förderanträge zusammenführt. Ergänzend entstehen Benchmarks, in denen unterschiedliche Prüfverfahren hinsichtlich Aussagekraft, Aufwand und Automatisierbarkeit gegenübergestellt werden, sowie erste Konzepte für standardisierbare Prüfstrategien. Zudem werden Patentrecherchen durchgeführt, um den Stand des gewerblichen Schutzes zu klären und Freiheitsgrade für weitere Entwicklungen zu sichern. Perspektivisch sollen aus dem Netzwerk heraus konkrete Forschungs- und Entwicklungsprojekte beantragt werden, die in Folgephasen zu messbaren technologischen Lösungen führen.

Strukturen:

Organisatorisch ist das Vorhaben als koordiniertes Netzwerk mit klarer Rollenverteilung angelegt. Eine zentrale Koordinationsstelle übernimmt die organisatorische und inhaltliche Steuerung, bereitet Sitzungen vor, bündelt Ergebnisse und moderiert den Austausch zwischen den Partnern. Die inhaltliche Arbeit findet in thematischen Arbeitsgruppen statt, die sich jeweils einem der Schwerpunkte wie Pulverqualität, In situ Analyse oder Prüfverfahren widmen. Ergänzt wird dies durch Querschnittsaktivitäten zu Öffentlichkeitsarbeit, Standardisierung und Patentrecherche. Messetermine und Fachveranstaltungen werden gezielt genutzt, um das Netzwerk sichtbar zu machen, neue Partner zu gewinnen und Zwischenergebnisse vorzustellen. Die Netzwerkarbeit ist in Arbeitspakete mit klaren Meilensteinen strukturiert, etwa erste Arbeitsgruppentreffen, der Aufbau eines Webauftritts, die Gewinnung zusätzlicher KMU, die Fertigstellung der Roadmap und die Vorbereitung von Folgeanträgen. Insgesamt entsteht so eine Struktur, die sowohl den strategischen Aufbau eines tragfähigen Partnernetzwerks als auch die fachliche Vertiefung zentraler Qualitätsthemen in der additiven Fertigung unterstützt.