Additive Fertigung
Additive Fertigungsverfahren bieten großes Potential im Hinblick auf zu fertigende, geometrisch komplizierte Strukturen. Wir forschen an neuen Methoden zur virtuellen Abbildung und Auslegung solcher Fertigungsprozesse. Insbesondere beschäftigen wir uns mit den Verfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF) sowie Fused Filament Fabrication (FFF). Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die Betrachtung des Prozesses auf verschiedenen Größenskalen gelegt, um so die lokal unterschiedlichen sowie komplexen Struktureigenschaften auf Grund der zugrundeliegenden Materialeigenschaften sowie der Prozessführung vorhersagen zu können. Des Weiteren beschäftigen wir uns mit der Modellierung lokal sich ausbildenden Grenzflächen.
Forschungsschwerpunkte
- Simulation des Druckprozesses und Vorhersage der resultierende Temperaturgeschichte auf Bauteilebene
- Verzugssimulation auf Grundlage der ermittelten Temperaturgeschichte auf Bauteilebene
- Modellierung des FFF auf Mesoebene zur virtuellen Charakterisierung der lokal sich einstellenden Eigenschaften der gedruckten Struktur
- Prozesshybridisierung
- Grenzflächen-Modellierung
Forschungsprojekte |
AnsprechpartnerM.Sc. Felix Frölich M.Sc. Lukas Hof
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Ausgewählte Veröffentlichungen im Forschungsfeld
pyGCodeDecode: A Python package for time-accurate GCode simulation in material extrusion processes
Knirsch, J.; Frölich, F.; Hof, L.; Wittemann, F.; Kärger, L.
2024. Journal of Open Source Software, 9 (99), Art.-Nr.: 6465. doi:10.21105/joss.06465
Knirsch, J.; Frölich, F.; Hof, L.; Wittemann, F.; Kärger, L.
2024. Journal of Open Source Software, 9 (99), Art.-Nr.: 6465. doi:10.21105/joss.06465
Investigation of the thermoviscoelastic behavior of a closed-cell polymer structural foam under pressure for processing in hybrid LCM processes
Dietrich, S.; Dohmen, C.; Frölich, F.; Jackstadt, A.; Wittemann, F.; Kärger, L.
2024. Proceedings of the 21st European Conference on Composite Materials. Vol 2 Material Science. Ed.: C. Binetruy, 548–554, European Society for Composite Materials (ESCM)
Dietrich, S.; Dohmen, C.; Frölich, F.; Jackstadt, A.; Wittemann, F.; Kärger, L.
2024. Proceedings of the 21st European Conference on Composite Materials. Vol 2 Material Science. Ed.: C. Binetruy, 548–554, European Society for Composite Materials (ESCM)
Entwicklung eines Simulationsmodells zur Strangablage in der Materialextrusion mit der Smoothed Particle Hydrodynamics Methode. Masterarbeit
Hof, L.
2022, November 2. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000172570
Hof, L.
2022, November 2. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000172570
Homogenization of the Anisotropic Thermal Conductivity of Mesostructures in Material Extrusion
Hof, L.; Frölich, F.; Wittemann, F.; Kärger, L.
2024, Juli 2. 21st European Conference on Composite Materials (ECCM 2024), Nantes, Frankreich, 2.–5. Juli 2024
Hof, L.; Frölich, F.; Wittemann, F.; Kärger, L.
2024, Juli 2. 21st European Conference on Composite Materials (ECCM 2024), Nantes, Frankreich, 2.–5. Juli 2024
Evaluation of mechanical properties characterization of additively manufactured components
Frölich, F.; Bechtloff, L.; Scheuring, B. M.; Heuer, A. L.; Wittemann, F.; Kärger, L.; Liebig, W. V.
2024. Progress in Additive Manufacturing. doi:10.1007/s40964-024-00700-2
Frölich, F.; Bechtloff, L.; Scheuring, B. M.; Heuer, A. L.; Wittemann, F.; Kärger, L.; Liebig, W. V.
2024. Progress in Additive Manufacturing. doi:10.1007/s40964-024-00700-2
Modeling time-dependent anisotropy in MEX component-scale process simulation
Di Nardo, M. E.; Frölich, F.; Kärger, L.; Carlone, P.
2024. Material Forming: ESAFORM 2024, 603–612, Materials Research Forum LLC. doi:10.21741/9781644903131-67
Di Nardo, M. E.; Frölich, F.; Kärger, L.; Carlone, P.
2024. Material Forming: ESAFORM 2024, 603–612, Materials Research Forum LLC. doi:10.21741/9781644903131-67
Electromechanical optimization of high reluctance torque variable flux machines under structural mechanical constraints
Kesten, J.; Armbruster, D.; Frölich, F.; Kärger, L.; Bonten, C.; Doppelbauer, M.
2024. Elektromechanische Antriebssysteme 2023 - Electromechanical Drive Systems 2023 Tagungsband der 9. Fachtagung (VDE OVE) 8. und 9. November 2023 in Wien, Ed.: Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG), 189–194, VDE Verlag
Kesten, J.; Armbruster, D.; Frölich, F.; Kärger, L.; Bonten, C.; Doppelbauer, M.
2024. Elektromechanische Antriebssysteme 2023 - Electromechanical Drive Systems 2023 Tagungsband der 9. Fachtagung (VDE OVE) 8. und 9. November 2023 in Wien, Ed.: Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG), 189–194, VDE Verlag
Design concept of a repairable YASA axial flux machine with a hybrid cooling system
Schäfer, A.; Baranowski, M.; Springmann, M.; Hof, L.; Frölich, F.; Peter, A.; Parspour, N.; Fleischer, J.; Middendorf, P.; Kärger, L.; Michalowski, A.
2023. 12th International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2023), 119–128, Institution of Engineering and Technology (IET). doi:10.1049/icp.2023.1987
Schäfer, A.; Baranowski, M.; Springmann, M.; Hof, L.; Frölich, F.; Peter, A.; Parspour, N.; Fleischer, J.; Middendorf, P.; Kärger, L.; Michalowski, A.
2023. 12th International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2023), 119–128, Institution of Engineering and Technology (IET). doi:10.1049/icp.2023.1987
Development of a test-method for characterization of the orientation dependent material properties of FFF structures
Frölich, F.; Bechtloff, L.; Scheuring, B. M.; Heuer, A.; Kärger, L.; Liebig, W. V.
2023, August 3. 23rd International Conference on Composite Materials (ICCM 2023), Belfast, Vereinigtes Königreich, 30. Juli–4. August 2023
Frölich, F.; Bechtloff, L.; Scheuring, B. M.; Heuer, A.; Kärger, L.; Liebig, W. V.
2023, August 3. 23rd International Conference on Composite Materials (ICCM 2023), Belfast, Vereinigtes Königreich, 30. Juli–4. August 2023
Thermal Modeling of Laser Powder Bed Fusion during Printing on Temperature-Unstable Materials Considering Local Sintering
Frölich, F.; Kärger, L.
2022. Key Engineering Materials, 926, 331–340. doi:10.4028/p-uq57va
Frölich, F.; Kärger, L.
2022. Key Engineering Materials, 926, 331–340. doi:10.4028/p-uq57va
Design Approach for a Novel Multi Material Variable Flux Synchronous Reluctance Machine without Rare Earth Magnets
Kesten, J.; Frölich, F.; Wittemann, F.; Knirsch, J.; Bechler, F.; Kärger, L.; Eberhard, P.; Henning, F.; Doppelbauer, M.
2022. 2022 International Conference on Electrical Machines (ICEM), Valencia, Spain, 05-08 September 2022, 2304–2310, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICEM51905.2022.9910780
Kesten, J.; Frölich, F.; Wittemann, F.; Knirsch, J.; Bechler, F.; Kärger, L.; Eberhard, P.; Henning, F.; Doppelbauer, M.
2022. 2022 International Conference on Electrical Machines (ICEM), Valencia, Spain, 05-08 September 2022, 2304–2310, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICEM51905.2022.9910780
Challenges in characterization of polylactic acid (PLA) for thermomechanical material modeling in material extrusion
Frölich, F.; Dörr, D.; Jackstadt, A.; Kärger, L.
2022, Juli 4. 11th European Solid Mechanics Conference (2022), Galway, Irland, 4.–8. Juli 2022
Frölich, F.; Dörr, D.; Jackstadt, A.; Kärger, L.
2022, Juli 4. 11th European Solid Mechanics Conference (2022), Galway, Irland, 4.–8. Juli 2022
Hybrid material additive manufacturing: interlocking interfaces for fused filament fabrication on laser powder bed fusion substrates
Englert, L.; Heuer, A.; Engelskirchen, M. K.; Frölich, F.; Dietrich, S.; Liebig, W. V.; Kärger, L.; Schulze, V.
2022. Virtual and Physical Prototyping, 17 (3), 508–527. doi:10.1080/17452759.2022.2048228
Englert, L.; Heuer, A.; Engelskirchen, M. K.; Frölich, F.; Dietrich, S.; Liebig, W. V.; Kärger, L.; Schulze, V.
2022. Virtual and Physical Prototyping, 17 (3), 508–527. doi:10.1080/17452759.2022.2048228