Konventionelle Systeme für das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) sind in ihrer Größe limitiert. Bei der Erhöhung des nutzbaren Bauvolumens besteht die Herausforderung darin, eine homogene Schutzgasströmung über das gesamte Pulverbett zu realisieren. Zudem ist eine Produktivitätssteigerung notwendig, um solche Systeme wirtschaftlich einsetzen zu können.

Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts futureAM ein neuartiges LPBF-Maschinenkonzept für die Fertigung von Großbauteilen entwickelt (Bauraumgröße: 1000 x 800 x 350 mm³). Dieses Konzept beinhaltet einen Bearbeitungskopf, der über Linearachsen verfahrbar ist. Der Bearbeitungskopf verfügt über ein lokales Schutzgassystem und schafft so leicht kontrollierbare Prozessbedingungen. Die neueste Entwicklungsstufe umfasst einen Bearbeitungskopf mit einem Fünf-Scanner-System, mit dem eine ausreichende Produktivität des Prozesses gewährleistet wird.

Für den Proof-of-Concept hat Rolls Royce Ltd. eine Flugzeugtriebwerk-Komponente als Demonstrator zur Verfügung gestellt und für die additive Fertigung umkonstruiert. Mit Hilfe des neuen Maschinenkonzepts war es möglich, den Demonstrator mit einer Bounding Box von Ø620 x H280 mm³ herzustellen. Das monolithisch gefertigte Bauteil ersetzt somit eine Baugruppe von ursprünglich 44 Einzelteilen und wurde der Öffentlichkeit erstmals bei der formnext Connect 2020 vorgestellt.