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    <title language="deu">Laser-Pulver-Auftragschweißen zum additiven Aufbau komplexer Formen</title>
    <abstract language="deu">Das Laser-Pulver-Auftragschweißen als additives Fertigungsverfahren ermöglicht einen endformnahen Aufbau von Bauteilen. Ein Zielkonflikt besteht zwischen der Forderung nach hoher Aufbaurate und hoher Endformnähe, welcher von der Schweißraupengröße wesentlich beeinflusst wird. In dieser Veröffentlichung wird das Laser-Pulver-Auftragschweißen eingesetzt, um komplexe Formen additiv aufzubauen. Am Beispiel eines Tannenbaumprofiles werden unterschiedliche Einflussfaktoren dargestellt. Dazu gehören die Raupengeometrie, die Überlappung einzelner Raupen, die Verwendung unterschiedlicher Aufbaustrategien und die Teilung des Gesamtkörpers in Teilkörper. Der Zielkonflikt wird durch die Herstellung von Probekörpern mit unterschiedlichen Steigungswinkeln an den Seitenflächen verdeutlicht. Die Ergebnisse zeigen eine verbesserte Endformnähe in Bereichen flacher Steigung beim Einsatz kleiner Schweißraupen. Im Vergleich dazu erlauben die Schweißparameter der großen Raupen eine 5-fach höhere Aufbaurate. Bei einer Raupenüberlappung kleiner und großer Raupengeometrien innerhalb einer Lage treten Anbindungsfehler auf. Strategien zur Behebung dieses Fehlers durch Anpassung der Schweißreihenfolge werden in dieser Veröffentlichung aufgezeigt. Diese Erfahrungen werden genutzt, um einen Gesamtkörper aus Teilkörpern unterschiedlicher Raupengeometrien zu fertigen.</abstract>
    <parentTitle language="deu">DVS Congress 2015 - Große Schweißtechnische Tagung</parentTitle>
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    <identifier type="isbn">978-3-945023-46-4</identifier>
    <note>Serientitel: DVS-Berichte – Series title: DVS-Berichte</note>
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    <author>T. Petrat</author>
    <author>B. Graf</author>
    <author>Andrey Gumenyuk</author>
    <author>Michael Rethmeier</author>
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    <publishedYear>2017</publishedYear>
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    <title language="deu">Baustrategien zur Beeinflussung von Materialauftrag und Temperaturentwicklung bei der additiven Fertigung mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen</title>
    <abstract language="deu">Die Weiterentwicklung des Laser-Pulver-Auftragschweißens im Bereich der additiven Fertigung stellt dieses Verfahren vor neue Herausforderungen.&#13;
Bauteile können schnell und endformnah hergestellt werden, was diese Technik für den Prototypenbau sowie Kleinserienfertigung interessant macht.&#13;
Die Vielzahl an Varianten, um ein Volumen aus einzelnen Schichten aufzubauen, erhöhen die Möglichkeiten die Eigenschaften des entstehenden Bauteils zu beeinflussen. Hierfür müssen Strategien entwickelt werden, welche einen gleiclunäßigen Materialauftrag bei gleichzeitig optimalen Materialeigenschaften gewährleisten.&#13;
Die durchgeführten Untersuchungen behandeln den Einfluss von Pendelstrategien sowie Spiralstrategien auf die Temperaturentwicklung und stellen diese vergleichend gegenüber. Um den unterschiedlichen Bedingungen bei der Bauteilfertigung Rechnung zu tragen, wurden Versuche in Randbereichen sowie im zentralen Bereich des Testobjekts untersucht. Die Ergebnisse verdeutlichen die Notwendigkeit angepasste Baustrategien zu entwickeln, um durch einen stabilen Fertigungsprozess Qualität und Eigenschaften eines Bauteils gewährleisten zu können.</abstract>
    <parentTitle language="deu">Füge- und Montagetechnik Chemnitz 2017</parentTitle>
    <identifier type="isbn">978-3-96100-034-0</identifier>
    <identifier type="issn">2365-8096</identifier>
    <identifier type="issn">2365-810X</identifier>
    <enrichment key="eventName">FüMoTec 2017</enrichment>
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    <author>T. Petrat</author>
    <author>A. Marko</author>
    <author>B. Graf</author>
    <author>Andrey Gumenyuk</author>
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      <value>Laser-Pulver-Auftragschweißen</value>
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    <title language="eng">3D laser metal deposition: process steps for additive manufacturing</title>
    <abstract language="eng">Laser metal deposition (LMD) is an established technology for two-dimensional surface coatings. It offers high deposition rates, high material flexibility, and the possibility to deposit material on existing components. Due to these features, LMD has been increasingly applied for additive manufacturing of 3D structures in recent years. Compared to previous coating applications, additive manufacturing of 3D structures leads to new challenges regarding LMD process knowledge. In this paper, the process steps for LMD as additive manufacturing technology are described. The experiments are conducted using titanium alloy Ti-6Al-4Vand Inconel 718. Only the LMD nozzle is used to create a shielding gas atmosphere. This ensures the high geometric flexibility needed for additive manufacturing, although issues with the restricted size and quality of the shielding gas atmosphere arise. In the first step, the influence of process parameters on the geometric dimensions of single weld beads is analyzed based on design of experiments. In the second step, a 3D build-up strategy for cylindrical specimen with high dimensional accuracy is described. Process parameters, travel paths, and cooling periods between layers are adjusted. Tensile tests show that mechanical properties in the as-deposited condition are close to wrought material. As practical example, the fir-tree root profile of a turbine blade is manufactured. The feasibility of LMD as additive technology is evaluated based on this component.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Welding in the World</parentTitle>
    <identifier type="doi">10.1007/s40194-018-0590-x</identifier>
    <identifier type="issn">0043-2288</identifier>
    <identifier type="issn">1878-6669</identifier>
    <enrichment key="date_peer_review">30.08.2018</enrichment>
    <author>B. Graf</author>
    <author>A. Marko</author>
    <author>T. Petrat</author>
    <author>Andrey Gumenyuk</author>
    <author>Michael Rethmeier</author>
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    <title language="eng">Build-up strategies for temperature control using laser metal deposition for additive manufacturing</title>
    <abstract language="eng">The track geometry created with laser metal deposition (LMD) is influenced by various parameters. In this case, the laser power has an influence on the width of the track because of an increasing energy input. A larger melt pool is caused by a rising temperature. In the case of a longer welding process, there is also a rise in temperature, resulting in a change of the track geometry. This paper deals with the temperature profiles of different zigzag strategies and spiral strategies for additive manufacturing. A two-color pyrometer is used for temperature measurement on the component surface near the melt pool. Thermocouples measure the temperatures in deeper regions of a component. The welds are located in the center and in the edge area on a test part to investigate the temperature evolution under different boundary conditions. The experiments are carried out on substrates made from mild steel 1.0038 and with the filler material 316L. The investigations show an influence on the temperature evolution by the travel path strategy as well as the position on the part. This shows the necessity for the development and selection of build-up strategies for different part geometries in additive manufacturing by LMD.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Welding in the World</parentTitle>
    <identifier type="doi">10.1007/s40194-018-0604-8</identifier>
    <identifier type="issn">0043-2288</identifier>
    <identifier type="issn">1878-6669</identifier>
    <enrichment key="date_peer_review">23.08.2018</enrichment>
    <author>T. Petrat</author>
    <author>René Winterkorn</author>
    <author>B. Graf</author>
    <author>Andrey Gumenyuk</author>
    <author>Michael Rethmeier</author>
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      <value>Laser welding</value>
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    <title language="eng">Combined laser additive manufacturing with powderbed and powder nozzle for turbine parts</title>
    <abstract language="eng">Metal additive manufacturing is often based on laser beam processes like Laser Metal Fusion (LMF) or Laser Metal Deposition (LMD). The LMF process is in particular suitable for very complex geometries. However build rate, part volume and material flexibility are limited in LMF. In contrast, LMD achieves higher deposition rates, less restricted part sizes and the possibility to change the material composition during the build-up process. On the other hand, due to the lower spatial precision of the material deposition process, the complexity of geometries is limited. Therefore, combined manufacturing with both LMF and LMD has the potential to utilize the respective advantages of both technologies.&#13;
In this paper, combined additive manufacturing with LMF and LMD is described for Ti-6Al-4V and Inconel 718. First, lattice structures with different wall thickness and void sizes are built with LMF. The influence of LMD material deposition on these LMF-structures is examined regarding metallurgical impact and distortion. Cross-sections, x-ray computer tomography and 3D-scanning results are shown.&#13;
For the titanium alloy specimen, oxygen and Nitrogen content in the deposited material are analysed to evaluate the LMD shielding gas atmosphere. The results are used to develop guidelines for a LMD build-up strategy on LMF substrates. With these findings, a gas turbine burner is manufactured as reality test for the combined approach.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Proceedings of 6th International Conference and Additive Technologies</parentTitle>
    <identifier type="isbn">978-691-285-537-6</identifier>
    <enrichment key="eventName">6th International Conference on Additive Technologies iCAT 2016</enrichment>
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    <author>B. Graf</author>
    <author>M. Schuch</author>
    <author>T. Petrat</author>
    <author>Andrey Gumenyuk</author>
    <author>Michael Rethmeier</author>
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      <value>Combined laser manufacturing</value>
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    <title language="eng">Build-up Strategies for Laser Metal Deposition in Additive Manufacturing</title>
    <abstract language="eng">Laser Metal Deposition (LMD) as a technology for additive manufacturing allows the production of large components outside of closed working chambers. Industrial applications require a stable process as well as a constant deposition of the filler material in order to ensure uniform volume growth and reproducible mechanical properties. This paper deals with the influence of travel path strategies on temperature profile and material deposition. Meandering and spiral hatching strategies are used in the center as well as in the edge of a specimen. The temperature is measured with thermocouples attatched to the backside of the specimen. The tests are carried out on the materials S235JR and 316L. The results show a strong dependence of the maximum temperatures on the travel path strategy and the welding position on the component.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference - Konferenzband</parentTitle>
    <identifier type="isbn">978-3-8396-1320-7</identifier>
    <enrichment key="eventName">Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference (DDMC)</enrichment>
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    <enrichment key="eventEnd">15.03.2018</enrichment>
    <author>T. Petrat</author>
    <author>B. Graf</author>
    <author>Andrey Gumenyuk</author>
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    <title language="deu">Strategien zur Erreichung eines konstanten Volumenaufbaus bei der additiven Fertigung mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen</title>
    <title language="eng">Strategies to achieve constant build-up with laser metal deposition</title>
    <abstract language="deu">Der Einsatz von Hochleistungswerkstoffen verlangt nach einer hohen Endformnähe der zu fertigenden Bauteile, um den Aufwand und somit die Kosten für Materialeinsatz und Nachbearbeitung möglichst gering zu halten. Der additive Einsatz in Form des Laser-Pulver-Auftragschweißens bietet hierfür durch den gezielten Materialauftrag ein hohes Potential. Herausforderungen bestehen in Bereichen der Vorhersagbarkeit und der Reproduzierbarkeit des Materialauftrages, sowie der Fertigungszeit. Unterschiedliche Einflüsse bei der Schichterzeugung führen dabei zu Abweichungen von der Soll-Geometrie. Die vorliegenden Untersuchungen behandeln den Einfluss von Spurgeometrie, Spurüberlappung, Verfahrweg und Aufbaureihenfolge auf die entstehende Bauteilform. Die Teilung einer Lage in Rand- und Kernbereich ermöglicht einen konturangepassten Verfahrweg und eine Erhöhung der Endformnähe innerhalb einer Ebene. Die Verwendung unterschiedlicher Spurgrößen bei der Bauteilerzeugung verdeutlicht die Möglichkeiten einer hohen Auftragsrate bei gleichzeitig hoher Formgenauigkeit. Bereits kleine Unterschiede beim Materialauftrag zwischen Kern- und Randbereichen, Start- und Endpunkten sowie in Bereichen des Richtungswechsels führen aufgrund von Fehlerfortpflanzung nachmehreren Lagen zu Abweichungen in der Aufbaurichtung. Kompensierungen mittels angepasster Baustrategien werden aufgezeigt und diskutiert. Die Nickelbasislegierung Inconel 718, die Titanlegierung Ti-6Al-4V sowie der austenitische Stahl 316L sind Bestandteil der vorliegenden Untersuchungen. Die gewonnenen Erkenntnisse verdeutlichen das Potenzial einer angepassten Aufbaustrategie zur reproduzierbaren Erzeugung von Bauteilen am Beispiel unterschiedlicher Körpergeometrien.</abstract>
    <parentTitle language="deu">Rapid.Tech International Trade Show &amp; Conference for Additive Manufacturing - Proceedings of the 13th Rapid.Tech Conference</parentTitle>
    <identifier type="isbn">978-3-446-45017-2</identifier>
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    <publishedYear>2016</publishedYear>
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    <publisherName>Elservier</publisherName>
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    <title language="eng">Laser metal deposition as repair technology for a gas turbine burner made of Inconel 718</title>
    <abstract language="eng">Maintenance, repair and overhaul of components are of increasing interest for parts of high complexity and expensive manufacturing costs. In this paper a production process for laser metal deposition is presented, and used to repair a gas turbine burner of Inconel 718. Different parameters for defined track geometries were determined to attain a near net shape deposition with consistent build-up rate for changing wall thicknesses over the manufacturing process. Spot diameter, powder feed rate, welding velocity and laser power were changed as main parameters for a different track size. An optimal overlap rate for a constant layer height was used to calculate the best track size for a fitting layer width similar to the part dimension. Deviations in width and height over the whole build-up process were detected and customized build-up strategies for the 3D sequences were designed. The results show the possibility of a near net shape repair by using different track geometries with laser metal deposition.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Physics Procedia</parentTitle>
    <identifier type="doi">10.1016/j.phpro.2016.08.078</identifier>
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    <identifier type="urn">urn:nbn:de:kobv:b43-376723</identifier>
    <enrichment key="eventName">LANE - 9 International Conference on Photonic Technologies</enrichment>
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    <author>T. Petrat</author>
    <author>B. Graf</author>
    <author>Andrey Gumenyuk</author>
    <author>Michael Rethmeier</author>
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      <value>Laser metal deposition</value>
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      <value>Repair and overhaul</value>
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