Einfluss prozess- und geometrieinduzierter Wärmeakkumulation auf die Werkstoffeigenschaften laserstrahlgeschmolzener metallischer Bauteile

Beschreibung

Das Verhältnis zwischen Eigenschaften kleiner, geometrisch primitiver Laborproben und den Eigenschaften realer, geometrisch komplexer Werkstücke bei der Fertigung mittels pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzens (L-PBF) ist bis heute nicht geklärt. Hier knüpft die vorliegende Arbeit an. Sie untersucht die prozess- und geometrieinduzierte Wärmeakkumulation beim L PBF experimentell am Beispiel einer austenitischen Stahllegierung.
Das bedeutendste additive Verfahren zur Fertigung metallischer Werkstücke ist das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (L-PBF). Das Verhältnis zwischen Eigenschaften kleiner, geometrisch primitiver Laborproben und den Eigenschaften realer, geometrisch komplexer Werkstücke bei der Fertigung mittels L-PBF ist bis heute nicht geklärt. In zahlreichen Studien wurde zwar der Einfluss direkter Prozessstellgrößen an oftmals kleinen Probekörpern untersucht, Faktoren, die sich aus geometrie- und prozessbedingten Variationen der thermischen Historie ergeben, haben bisher jedoch kaum Beachtung gefunden.
Hier knüpft die vorliegende Arbeit an. Sie untersucht die prozess- und geometrieinduzierte Wärmeakkumulation beim L-PBF experimentell am Beispiel einer austenitischen Stahllegierung. Zur Quantifizierung der intrinsischen Vorerwärmungstemperatur von Werkstücken während der Fertigung kommt eine thermographische In-situ-Prozessüberwachung zum Einsatz. Es werden die Einflüsse parametrischer Prozessstellgrößen und insbesondere von Zwischenlagenzeiten und Querschnittsveränderungen der Werkstückgeometrie auf die Vorerwärmungsbedingungen an größeren als den üblichen Laborproben untersucht.

Autor*in

Michael Rethmeier

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Additive Fertigung Laserstrahlschmelzen Selektives Laserschmelzen Prozessmonitoring Wärmeakkumulation Fertigungstechnologen Werkstoffwissenschaftl Produktionstechniker Maschinenbauingenieure

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