|
7848 |
|
Wednesday, September 13, 2023, Mailand 12:00 PM Additive Fertigung - Laserstrahlpulverauftragschweißen |
|
Vibrationsangeregtes Pulverauftragwerkzeug zur Effizienzsteigerung des Laser Powder Bed Fusion - Prozesses |
|
Christian Weiß / Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), Deutschland Siyuan Qin / Lehrstuhl und Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau, RWTH Aachen, Deutschland Anke Kaletsch/ Lehrstuhl und Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau, RWTH Aachen, Deutschland Constantin Leon Häfner/ Fraunhofer Institut für Lasertechnik ILT, Deutschland Christoph Broeckmann/ Lehrstuhl und Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau, RWTH Aachen, Deutschland Simon Vervoort*/ Fraunhofer Institut für Lasertechnik ILT, Deutschland |
|
Um dem Bedarf nach individualisierten Produkten mit Produktionsmengen bis hin zur Losgröße 1 gerecht zu werden, bieten Additive Fertigungsverfahren wie bspw. das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) eine Alternative im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren. Jedoch haben die Verfahrensschritte aus Pulverauftrag, Umschmelzen und Absenken der Bauplattform im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren große Prozesszeiten zur Folge. Ein zentrales Problem des LPBF-Verfahrens auf dem Weg zu einem Serienfertigungsverfahren stellt nach wie vor die für viele Aufgabenstellungen unzureichende Wirtschaftlichkeit des Verfahrens dar. Aus diesem Grund besteht die Notwendigkeit, die Effizienz des LPBF-Verfahrens und der Anlagentechnik zu steigern. Zur Steigerung der Effizienz werden zwei Wege untersucht: Erstens, die Reduktion der großen LPBF-Nebenzeiten durch den Pulverauftrag durch die Entwicklung eines ultraschallangeregten Pulverauftragsmechanismus und Steigerung der maximal möglichen Pulverauftragsgeschwindigkeit im LPBF-Prozess und zweitens, die erfolgreiche Verarbeitung von günstigeren, aber schlecht fließfähigen wasserverdüsten Pulverwerkstoffen mittels Ultraschallanregung. Hierfür wird zunächst eine ultraschallangeregte Pulverauftragseinheit unter Zuhilfenahme von Simulationen entwickelt und in ein LPBF-Laborsystem integriert. Nachfolgend werden einfache Probekörper (Würfel und Stäbe) aus zwei unterschiedlich verdüsten 316L Pulverwerkstoffen jeweils mit und ohne Nutzung der neuen Pulverauftragseinheit gefertigt. Vergleiche in der Prozessführung und der Effizienz des Prozesses werden mittels Querschliffen anhand der relativen Dichte und Gefüge der Würfelgeometrien sowie über die mechanische Prüfung bei statischer Belastung aus den Stabgeometrien gezogen. Abschließend findet eine wirtschaftliche Evaluation der entwickelten Pulverauftragseinheit statt. |