Untersuchungen zur Temperaturleitfähigkeit additiv gefertigter Stahlproben in Abhängigkeit der relativen Dichte

  • Das direkte Metall-Laser-Schmelzen (DMLS) aus der Familie der Additiven Fertigungsverfahren (AM) ermöglicht die schichtweise Erzeugung komplexer dreidimensionaler Geometrien mit hoher relativer Dichte unter Verwendung von Metallpulver als Ausgangsmaterial [1]. Die Technologie wird zunehmend eingesetzt, um innovative Bauteile material- und gewichtssparend herzustellen oder komplexe Produkte ohne zusätzliche Werkzeuge oder Spannvorrichtungen zu fertigen. Darüber hinaus sind Funktionsintegrationen, zum Beispiel Gussformen mit eingeprägten Kühlkanälen, möglich. Da einzelne Metallpulverschichten auf vorhergehende Schichten aufgeschmolzen werden, entstehen während der Herstellung des Bauteils komplexe, zeitabhängige Temperaturprofile [2]. Durch den Einsatz hoher Laserintensitäten und Scangeschwindigkeiten, bei denen die Belichtungszeit der Laserbestrahlung im Bereich von Millisekunden liegt, werden zudem extrem hohe Aufheiz- und Abkühlraten induziert, die zu einzigartigen Mikrostrukturen und Materialeigenschaften führen [3]. Diese extremen Prozessbedingungen können sich jedoch auch negativ auf den Fertigungsprozess auswirken. Bei komplexen Bauteilen bleibt die Prozessstabilität und Qualitätssicherung Umfragen zufolge weiterhin die wichtigste technologische Barriere für den Einsatz additiv gefertigter Bauteile in hochbelasteten oder sicherheitsrelevanten Bereichen [4]. Daher verspricht der Zusammenhang zwischen Temperaturprofil während der Fertigung, relativer Dichte der Bauteile, sowie thermophysikalischer Eigenschaften additiv gefertigter Proben wichtige Erkenntnisse, insbesondere im Hinblick auf eine zerstörungsfreie Qualitätssicherung, sowie neue Anwendungsmöglichkeiten.

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Metadaten
Author:Dennis Ochs, Kira-Kristin Wehnert, Kevin Knopp, Jürgen Hartmann, Alexander Versch, Andreas Schiffler
URN:urn:nbn:de:bvb:863-opus-19986
Persistent identifier:https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389
ISSN:2196-6095
Parent Title (German):FHWS Science Journal
Document Type:Article
Language:German
Date of first Publication:2022/03/22
Publishing Institution:Hochschule für Angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt
Release Date:2022/03/22
Tag:additive fertigung; temperatur
Volume:5
Issue:2
First Page:75
Last Page:82
Institutes and faculty:Institute / Institut Digital Engineering (IDEE)
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 536 Wärme
Regensburger Klassifikation:Physik
Licence (German):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
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