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Effects of inter layer time and build height on resulting properties of 316L stainless steel processed by laser powder bed fusion

  • Laser powder bed fusion (L-PBF) is the most prominent additive manufacturing (AM) technology for metal part production. Among the high number of factors influencing part quality and mechanical properties, the inter layer time (ILT) between iterative melting of volume elements in subsequent layers is almost completely unappreciated in the relevant literature on L-PBF. This study investigates the effect of ILT with respect to build height and under distinct levels of volumetric energy density (VED) using the example of 316L stainless steel. In-situ thermography is used to gather information on cooling conditions during the process, which is followed by an extensive metallographic analysis. Significant effects of ILT and build height on heat accumulation, sub-grain sizes, melt pool geometries and hardness are presented. Furthermore, the rise of defect densities can be attributed to a mutual interplay of build height and ILT. Hence, ILT has been identified as a crucial factor for L-PBF ofLaser powder bed fusion (L-PBF) is the most prominent additive manufacturing (AM) technology for metal part production. Among the high number of factors influencing part quality and mechanical properties, the inter layer time (ILT) between iterative melting of volume elements in subsequent layers is almost completely unappreciated in the relevant literature on L-PBF. This study investigates the effect of ILT with respect to build height and under distinct levels of volumetric energy density (VED) using the example of 316L stainless steel. In-situ thermography is used to gather information on cooling conditions during the process, which is followed by an extensive metallographic analysis. Significant effects of ILT and build height on heat accumulation, sub-grain sizes, melt pool geometries and hardness are presented. Furthermore, the rise of defect densities can be attributed to a mutual interplay of build height and ILT. Hence, ILT has been identified as a crucial factor for L-PBF of real part components especially for those with small cross sections.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autor*innen:Gunther Mohr, Simon AltenburgORCiD, Kai HilgenbergORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Additive manufacturing
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.0 Abteilungsleitung und andere
9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier
Verlagsort:Amsterdam
Jahrgang/Band:32
Erste Seite:101080-1
Letzte Seite:101080-13
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Dwell-time; Laser beam melting (LBM); Laser powder bed fusion (L-PBF); Selective laser melting (SLM); Thermography
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Additive Fertigung
DOI:10.1016/j.addma.2020.101080
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-503300
ISSN:2214-8604
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:05.02.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:07.05.2020
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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