Poster
Oberflächen-Inokulation von Aluminiumlegierungen für die Additive Fertigung, unterstützt durch DFSC
S. Heiland1,2, L. Tasche1,2, M. Schaper1,2, G. Grundmeier2,3, O. Keßler4, E. Zhuravlev5
1Lehrstuhl für Werkstoffkunde, Universität Paderborn; 2Direct Manufacturing Research Center, Universität Paderborn; 3Technische und Makromolekulare Chemie, Universität Paderborn; 4Lehrstuhl für Werkstoffkunde, Universität Rostock; 5Competence Center CALOR, Universität Rostock
Die Wichtigkeit von Leichtbau, der sinnvolle Umgang mit Energieträgern und entsprechend die Einsparung von Ressourcen sind keine neuen, jedoch aktuellere Themen als je zuvor. Der Lehrstuhl für Werkstoffkunde (LWK) an der Universität Paderborn liefert diesbezüglich einen Beitrag, den er innerhalb des Schwerpunktprogramms (SPP) 2122, Neue Materialien für die laserbasierte additive Fertigung, gefördert durch die Deutschen Forschungsgemeinschaft, nachkommt.
Folgend genannte Aspekte werden vom LWK und dessen Partnern projektiert und auf dem Poster vorgestellt:
Die Oberflächen-Inokulation von Pulverpartikeln der Aluminiumlegierung EN AW-7075 mit Nanopartikeln (TiC, TiB2) soll unter anderem zu einer Kornfeinung führen und die Verarbeitbarkeit besagter und äquivalenter Legierungen mittels Laserstrahlschmelzen (LBM) ermöglichen. Die Skalierbarkeit des an der Uni Paderborn ausgeführten Verfahrens der Inokulation, welches in seiner Ausführung Alleinstellungsmerkmale besitzt, soll während des Projektes erprobt und einhergehend dessen potenzielle industrielle Anwendung aufgezeigt werden.
Es wird nach der Materialmodifikation die Verarbeitbarkeit mittels LBM durch Erreichen größtmöglicher Prozessstabilität erwartet. Darunter zählt die deutliche Reduzierung von Poren und Heißrissen, zu deren Bildung EN AW-7075 bei additiver Verarbeitung und bei Schweißprozessen neigt. Zudem sollten durch die Kornfeinung die mechanischen Eigenschaften verbessert und die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffes erhöht werden.
Um entsprechend dem Material prozessseitig Anpassungen vornehmen zu können, wird die Methode der Differential Fast Scanning Calorimetrie (DFSC) angewandt. Diese ermöglicht die Untersuchung des Aufschmelz- und Abkühlverhalten einzelner Pulverpartikel und spiegelt daher einen entscheidenden Prozessabschnitt während des Laserstrahlschmelzens wieder, der für die Einstellung des Gefüges und die resultierenden Eigenschaften von großer Bedeutung ist.
