14.09.2018 | Ausgabe 09/2018

Special - Additive Fertigung: Bewertung der prozessabhängigen Werkstoffeigenschaften

von additiv gefertigtem AlSi10Mg unter statischer und niederzyklischer Ermüdungsbeanspruchung

Probenanordnung auf der Bauplattform. Alle Proben werden auf Supports gedruckt, um die Wärme durch den Prozess abzuführen. / Quelle : Fraunhofer EMI

Das selektive Lasersintern von Metallen steht am Beginn einer großen Entwicklung hin zu vielfältigen Anwendungen in einem breiten Spektrum von Industriezweigen. Zwar sind die Anlagen der verschiedenen Systemanbieter technologisch ähnlich, jedoch sind Parametersätze für Laserleistung, Laserfokus und sonstige Belichtungsparameter, wie Scanstrategien und die aufgetragenen Schichtdicken sehr unterschiedlich bzw. können vom Benutzer frei gewählt werden. Um hoch belastete, generativ gefertigte Produkte mit optimalen Eigenschaften auslegen und vermarkten zu können, müssen die Hersteller bzw. Komponentenbetreiber die Zusammenhänge zwischen Prozessführung und den daraus resultierenden mikrostrukturabhängigen Werkstoffeigenschaften verstehen. 

Dazu werden systematisch mechanische Versuche an AlSi10Mg an mehreren Werkstoffzuständen mit unterschiedlicher Pulverschichtdicke, Wärmebehandlung, Aufbaurichtung und Oberflächengüte durchgeführt und mit detaillierten metallografischen Befunden begleitet. Es kann gezeigt werden, dass das Verfestigungsverhalten maßgeblich von der Wärmebehandlung abhängt. Anhand von niederzyklischen Ermüdungsversuchen wird gezeigt, dass durch die Prozessführung und Wärmebehandlung Ermüdungseigenschaften erzeugt werden können, die im Bereich vergleichbarer Gusswerkstoffe liegen. Eine unbearbeitete Probenoberfläche führt in allen Fällen zu einer Lebensdauerreduktion.

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