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Vorhersage zur Bauteilmaßhaltigkeit bei der additiven Fertigung mittels Schweißstruktursimulation

  • Ziel bei der Anwendung von Schweißstruktursimulation in der additiven Fertigung ist die Anzahl an notwendigen Experimenten bis zur Erreichung von Maßhaltigkeit und gewünschter Bauteilqualität zu reduzieren. Für die Laser-Metal-Deposition besteht durch die im Vergleich zu pulverbettbasierten Verfahren größeren Auftragsraten und Spurgrößen - die Möglichkeit, schon heute volltransiente thermomechanische Simulationen für kleine Bauteile durchzuführen. Da das Bauteil nicht von Pulver umschlossen ist, kann im Prozess die Wärmeverteilung und der Bauteilverzug gemessen werden. In diesem Vortrag wird der Arbeitsablauf beim additiven Aufbau einer kleinen Struktur aus Inconel 718 demonstriert. Im Experiment werden die Temperaturverteilungen mittels Thermoelementen sowie der Verzug der Bodenplatte durch einen Laserabstandssensor gemessen. Die phänomenologische Wärmequelle in der Simulation wird anhand von Temperaturmessungen und Querschliffen kalibriert und der mechanische Verzug der BasisplatteZiel bei der Anwendung von Schweißstruktursimulation in der additiven Fertigung ist die Anzahl an notwendigen Experimenten bis zur Erreichung von Maßhaltigkeit und gewünschter Bauteilqualität zu reduzieren. Für die Laser-Metal-Deposition besteht durch die im Vergleich zu pulverbettbasierten Verfahren größeren Auftragsraten und Spurgrößen - die Möglichkeit, schon heute volltransiente thermomechanische Simulationen für kleine Bauteile durchzuführen. Da das Bauteil nicht von Pulver umschlossen ist, kann im Prozess die Wärmeverteilung und der Bauteilverzug gemessen werden. In diesem Vortrag wird der Arbeitsablauf beim additiven Aufbau einer kleinen Struktur aus Inconel 718 demonstriert. Im Experiment werden die Temperaturverteilungen mittels Thermoelementen sowie der Verzug der Bodenplatte durch einen Laserabstandssensor gemessen. Die phänomenologische Wärmequelle in der Simulation wird anhand von Temperaturmessungen und Querschliffen kalibriert und der mechanische Verzug der Basisplatte wird mit in-situ Messwerten abgeglichen. Abschließend wird die Rechenzeit des Modells bewertet und gezeigt wie die Simulation die Bauteilqualität vorhersagen kann.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:M. Biegler, Michael RethmeierORCiD
Persönliche Herausgeber*innen:P. Mayr, M. Berger
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Deutsch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):Füge- und Montagetechnik Chemnitz 2017
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Herausgeber (Institution):Fakultät für Maschinenbau Technische Universität Chemnitz
Verlag:readbox unipress
Verlagsort:Münster
Jahrgang/Band:2017/2
Erste Seite:37
Letzte Seite:46
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Additive; Inconel 718; Laser-Metal-Deposition; Phänomenologisch; Pulverbettbasiert; Schweißstruktursimulation; Spurgröße; Thermomechanisch; Volltransient
Veranstaltung:Füge- und Montagetechnik Chemnitz 2017
Veranstaltungsort:Chemnitz, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:14.11.2017
Enddatum der Veranstaltung:15.11.2017
ISSN:2365-8096
ISSN:2365-810X
ISBN:978-3-96100-034-0
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:24.11.2017
Referierte Publikation:Nein
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