Die additive Fertigung mittels Laser-Pulverbettfusion (LPBF) zählt zu den wichtigsten industriellen 3D-Druckverfahren. Eingesetzt wird sie insbesondere für komplexe, hochbelastbare Bauteile in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und im Werkzeugbau. Nach über sechs Jahren intensiver Forschung hat das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Schwerpunktprogramm „Werkstoffe für die Additive Fertigung“ unter Leitung der Universität Duisburg-Essen (UDE) seinen Abschluss gefunden.
Das Ergebnis ist ein umfassender Datenfundus, der neue Maßstäbe für die Standardisierung und Weiterentwicklung der LPBF-Prozesse setzt. Im Zentrum stehen systematisch erhobene Daten aus einer Interlabor-Studie sowie zahlreiche Beiträge im Special Issue der Fachzeitschrift Advanced Engineering Materials. Die Daten werden Open Access bereitgestellt und sollen den Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Industrie nachhaltig unterstützen.
Pulver im Fokus der Interlabor-Studie
Im Mittelpunkt des Schwerpunktprogramms stand die gezielte Optimierung von Werkstoffen für die additive Fertigung. Mehr als 30 Forschungsteams arbeiteten an der Entwicklung maßgeschneiderter Metall- und Polymerpulver, deren Funktionalisierung mit Nanopartikeln und der detaillierten Prozesscharakterisierung.
Die in diesem Rahmen durchgeführte Interlabor-Studie gilt als größter offener Datensatz ihrer Art. 32 internationale Labore fertigten standardisierte Bauteile aus metallischen und polymeren Pulvern – teils mit, teils ohne Nanopartikel-Modifikation – um den Einfluss von Materialeigenschaften, Maschinenparametern und Prozessführung systematisch zu erfassen. Die Studie schafft damit die Grundlage für verlässliche Standards in der additiven Fertigung.
Vergleichbare Daten für die additive Fertigung
„Die Interlabor-Studie ist ein Meilenstein für Wissenschaft und Industrie, denn sie liefert erstmals weltweit vergleichbare Daten zu hochkomplexen Fertigungsprozessen über verschiedene Materialklassen hinweg“, sagt Dr. Anna Ziefuß, Leiterin der Arbeitsgruppe Oberflächenchemie und Laserbearbeitung an der Universität Duisburg-Essen. Die im Special Issue veröffentlichten Beiträge ergänzen die Studie um vertiefende Analysen entlang der gesamten Prozesskette – vom Materialdesign und den Partikeleigenschaften bis zur finalen Bauteilperformance.
Freier Zugang zu den Forschungsergebnissen
Die Ergebnisse des Schwerpunktprogramms werden vollständig Open Access bereitgestellt. Die Daten der Interlabor-Studie stehen ab dem 10. November 2025 zur Verfügung. Das Special Issue Materials for Additive Manufacturing – Final Outcomes of SPP 2122 ist bereits veröffentlicht und enthält die gebündelten Forschungsergebnisse des Programms.
„Unser Ziel war es, sowohl grundlegendes Verständnis als auch praktische Lösungen zu präsentieren – und beides vollständig Open Access“, erklärt Dr. Ziefuß. Die Offenlegung der Daten soll Industrie und Forschung künftig dabei unterstützen, neue Materialien schneller in die Anwendung zu bringen und Prozesse gezielt zu optimieren.
