Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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For metal-based additive manufacturing (AM) to achieve leaner designs and enable longer life predictions, it is imperative to gain a detailed knowledge of the residual stress (RS) built-up. Laser powder bed fusion (LPBF) is an AM technique particularly prone to RS because of the highly localized heat source, extremely high cooling rates (in the order of 103-107 K/s), and successive cooling and heating cycles of the solidified material. Furthermore, RS analysis of LPBF materials by diffraction methods is peculiar because of the complexity of the thermal history, the possibility of encountering high levels of surface roughness, spatial textural variations and/or changes in solute concentrations at the component scale.
Diverse aspects of the influence of scanning strategies on the as-built residual stress state of a LPBF IN718 alloy will be presented, with particular focus on the challenges that AM microstructures pose for a reliable RS determination.
Der Einfluss der Probenabtrennung von der Bauplatte auf den Eigenspannungszustand in SLM IN718
(2017)
Die Schicht-für-Schicht additive Fertigung (AM) in Form des selektiven Laserschmelzens (SLM) bietet einerseits Vorteile bezüglich des Probendesigns, andererseits sind thermische Eigenspannungen (ES) aufgrund des hohen Temperaturgradienten unvermeidbar. Diese Eigenspannungen wurden in zwei SLM-gefertigten Proben aus IN718 zerstörungsfrei mit Neutronenstreuung hinsichtlich der folgenden zwei Einflüsse analysiert: der Einfluss der Hatch-Länge und das Abtrennen des Werkstücks von der Bauplatte. Begleitet wurden die Messungen der Eigenspannungen durch optische Mikroskopie und die taktile Vermessung der Oberfläche. Eine Korrelation zwischen den Eigenspannungen und der Hatch-Länge konnte beobachtet und erklärt werden.