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Synafloat
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Im Gespräch klären wir, ob die Simulation Ihre Parameterfrage beantwortet.

· Dr. Michael Blank

Simulationssoftware für Laser-DED mit Draht oder Pulver

Ursachen der schwankenden Spurhöhe

Selbst auf einer geraden Bahn verändern sich Wärme und Schmelzströmung. Deshalb kann die Spurhöhe schwanken, auch wenn die Parameter gleich bleiben.

Gespräch buchenSo funktioniert die Methode
Mehrlagiger Laser-DED-Aufbau in der Simulation.

Feste Parameter, veränderte Bedingungen

Während Laserleistung, Vorschub und Werkstoffzufuhr entlang einer geraden Bahn gleich bleiben, ändert sich das umgebende Material im Verlauf des Aufbaus.

Parameter und Schmelzbadphysik

Ein Maschinenprotokoll erfasst die vorgegebenen Parameter, aber nicht das Schmelzbad, das mit ihnen entstanden ist. Ein Schmelzbadmodell auf Spurebene bildet die lokale Wärme und Schmelzströmung ab und erklärt, wie die Spurhöhe mit wachsendem Aufbau schwanken kann.

Eine konstante Spurhöhe braucht deshalb Parameter, die sich entlang der Bahn ändern.

Drei Einflussfaktoren

Schema, Illustration

BahngeometrieSchema im Schnitt: Eine dünne Wand, eine Schweißspur breit, knickt an einer Ecke ab. Auf beiden Seiten der Wand ist Luft. Das Schmelzbad liegt in der Ecke. Zwei Pfeile zeigen, dass die Wärme nur in die beiden Schenkel der Wand abfließen kann.
Angesammelte WärmeSchema in Seitenansicht: Erstarrte Lagen liegen übereinander, die oberste wird gerade aufgetragen. An ihrem vorderen Ende liegt das Schmelzbad. Ein einzelner Pfeil zeigt, dass wenig Wärme in das bereits warme Bauteil abfließt.
Lokale WärmesenkeSchema im Querschnitt, zwei Fälle: Im ersten liegt das Schmelzbad neben einer frisch aufgetragenen Schweißspur, zwei Pfeile zeigen den Wärmeabfluss ins Grundmaterial. Im zweiten liegt es auf blankem Grundmaterial, drei Pfeile zeigen mehr Wärmeabfluss.

Drei Faktoren bestimmen, wie viel Wärme vom bewegten Schmelzbad abfließt, und ändern so die lokale Schweißgeometrie.

Bahngeometrie
Eine Ecke, ein Überhang oder eine andere Wandstärke bestimmt, wie viel umgebendes Material Wärme vom Schmelzbad ableitet.
Angesammelte Wärme
Bei konstanter Laserleistung erhitzt sich das Bauteil mit jeder zusätzlichen Lage stärker, weil der Wärmeabfluss begrenzt ist und sich die Wärme im Bauteil staut.
Lokale Wärmesenke
Frisch aufgetragenes Material neben einer Schweißspur leitet Wärme anders als das Grundmaterial. Von diesem Unterschied hängt ab, wie schnell das Schmelzbad neben der Schweißspur erstarrt.
Drei Faktoren, schematisch

Grenzen dieser Erklärung

Diese Erklärung betrifft Spurhöhe und Schmelztiefe, belegt aber nicht den mechanischen Zustand im fertigen Bauteil.

Weiterführende Seiten

  • Das Modell hinter dieser Erklärung

    Die Methodenseite beschreibt das Schmelzbadmodell auf Spurebene, auf dem diese Erklärung beruht.

    So funktioniert die Methode

  • Die Anwendungen der Software

    Der Fall „Dünne Wand, viele Lagen“ zeigt, wie die Software die Parameter Lage für Lage anpasst.

    Anwendungen ansehen

  • Schmelzbadsimulation mit oder ohne Rechengitter

    Der Vergleich zeigt, wie beide Ansätze die bewegte Oberfläche abbilden.

    Schmelzbadsimulation mit oder ohne Rechengitter

Sprechen wir über Ihr Bauteil

Im Gespräch klären wir, ob die Simulation Ihre Parameterfrage beantwortet.

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Anfrage über das Kontaktformular

Sie sprechen mit Dr. Michael BlankDer Gründer forscht seit 2017 zur partikelbasierten Schmelzbadsimulation und hat darüber promoviert.

Für das erste Gespräch

  • Eine kurze, nicht vertrauliche Beschreibung von Bauteil und Frage
  • Maschine, Werkstoff, Draht oder Pulver

Im Pilotprojekt, je Anfrage

  • Abgleich der Simulation mit Ihren Experimenten
  • Parameterstrategien für die ganze Bahn
  • Angepasste Maschinendatei

Förderung

EXIST – from science to business
Gefördert im Rahmen des EXIST-Gründungsstipendiums am Lehrstuhl FAPS der FAU, Förderzeitraum 09/2025 bis 08/2026.
FAU – Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergFAPS – Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik der FAU

Partner: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Synafloat ist eine Ausgründung aus der FAU.

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Seit November 2026 im ESA Business Incubation Centre in Bremen.