Labor Additive and Intelligent Manufacturing for Sustainability (AIMS)
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Die Energieeinbringung in Form von elektromagnetischer Strahlung in das Pulverbett beim selektiven Laserstrahlschmelzprozess von Kunststoffen wird maßgeblich durch das Absorptionsverhalten der Pulverwerkstoffe bestimmt. Aufgrund von Vielfachreflexionen an den einzelnen Pulverpartikeln in den Poren weisen Pulverwerkstoffe im Vergleich zu makroskopischen Festkörpern andere Absorptionseigenschaften auf. Im vorliegenden Beitrag wird daher ein geeigneter Messaufbau zur Bestimmung der optischen Materialeigenschaften von verschiedenen Pulverwerkstoffen vorgestellt. Mittels eines Ulbricht-Kugel-Messaufbaus wird der Reflexions-, der Transmissions- und der Absorptionsgrad von pulverförmigen Werkstoffen bei einer Wellenlänge von 10,6 µm eines CO2-Lasers und unterschiedlichen Schichtstärken ermittelt. Neben den Werkstoffen Polyamid 12 und Polyethylen im reinen Zustand werden Mischungen mit Additiven, wie beispielsweise Graphit, analysiert und verglichen. Durch die Beimischungen kann eine für den Schmelzprozess zu geringe Absorption des reinen Kunststoffes wie im Fall von Polyethylen-Pulver bei einer Wellenlänge von 10,6 µm gezielt erhöht werden, wodurch die Entwicklung neuer Pulverwerkstoffe erleichtert wird.
In the paper first results regarding the realisation of gradient and multi-material parts manufactured by Laser Beam Melting in powder bed of metals and polymers are published. Gradient properties of additively manufactured metal parts can be achieved by varying the composition of alloying components in the powder and adapting process strategies. As an alternative to atomizing pre-alloyed materials, mixtures of different powders are investigated. For realizing multi-material-parts from polymers, at first relevant material properties concerning compatibility have to be analysed. Therefore the paper shows the main requirements for compatibility between different materials and also first results regarding the compatibility of polymer powders and possible combinations for the manufacturing of multi-material components by laser beam melting of polymers.