3DWelding - additive Herstellung von Stahlbaukomponenten

In diesem Beitrag werden die Möglichkeiten des robotischen 3D-Drucks mit Stahl (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) in der Bauindustrie untersucht. Ziel des Projektteams ist es, ein stabiles und wirtschaftliches Herstellungsverfahren für individuelle Stahlbauelemente zu entwickeln. So wird der Einfluss verschiedener Prozessparameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit und Fahrgeschwindigkeit auf die Nahtform und die Aufbaurate sowie auf die Materialeigenschaften erläutert und für jedes verwendete Material ein Parameterfenster mit stabilen, überprüften Parametersets definiert. Dabei werden drei verschiedene Schweißzusatzwerkstoffe (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) hinsichtlich ihrer Festigkeit und Steifigkeit geprüft, wobei ein besonderes Augenmerk auf den Fügebereich zwischen Substrat und geschweißter Struktur gelegt wird. Zu diesem Zweck wurden Prüfverfahren zur Prüfung additiv gefertigter Bauteile, insbesondere für die Schubbelastung, neu entwickelt. Als Proof of Concept wird eine exemplarische Anwendung gezeigt und die Tragfähigkeit dieses Anschlusses in unterschiedlichen Konfigurationen untersucht.

3DWelding - additive fabrication of structural steel elements
This paper investigates the possibilities of robotic 3D printing with steel (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) in the construction industry. The aim of the project team is to develop a stable and economical manufacturing process for customized steel elements. Thus, the influence of different process parameters such as wire feed rate and travel speed on the weld shape and build-up rate as well as on the material properties will be explained and a parameter window with stable, verified parameter sets will be defined for each material used. Three different filler metals (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) are tested in terms of their strength and stiffness, with particular attention paid to the joining area between substrate and welded structure. For this purpose, test methods for testing additively manufactured components, especially for shear capacity, have been newly developed. As a proof of concept, an exemplary application is shown and the load-bearing capacity of this connection is investigated in different configurations.