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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Multi-Material-Verarbeitung mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen – Herausforderungen und Lösungsansätze

Mittwoch (18.09.2019)
12:00 - 12:30 Uhr Heyn

Additiv-generative Fertigungsverfahren wie das Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA) erlauben unter anderem den endkonturnahen Aufbau komplex geformter Bauteile, die Möglichkeit zur Funktionsintegration, die Reduktion der Fertigungszeit sowie die Verarbeitung konventionell nur schwer verarbeitbarer Materialien. Neben den genannten Vorteilen, können die Anwendungsgebiete durch die gezielte Verarbeitung und bedarfsgerechte Kombination von mehreren Materialien mit verschiedenen nützlichen Eigenschaften auf einer Komponente erweitert werden.

Vergleichbar mit natürlich gewachsenen Strukturen ist es möglich unterschiedliche Multi-Material-Kombinationen zu erzeugen. In diesem Zusammenhang können mittels LPA sowohl (i) scharfe (unstetige) als auch (ii) gradierte (stetige) Werkstoffübergänge realisiert werden. Darüber hinaus ermöglicht dieses Verfahren den Aufbau von (iii) Kompositstrukturen bestehend aus Füllpartikeln in einer Matrix sowie die Herstellung von (iv) in-situ legierten Lagen. Aus auftretenden Phänomenen wie Entmischung, variierenden Absorptionsgraden oder thermischen Spannungen, die eine Herausforderung bei der LPA-Verarbeitung von Multi-Materialien darstellen, resultiert die Notwendigkeit werkstoffgerechter Prozessmodifikationen.

In diesem Beitrag werden prozess- und materialbedingte Herausforderungen und die entwickelten Lösungsansätze zur erfolgreichen LPA-Verarbeitung von Multi-Materialien präsentiert. Diese werden anhand ausgewählter industrierelevanter Beispiele diskutiert. Im Fokus steht dabei die Korrelation der verwendeten Prozessparameter mit den resultierenden Materialeigenschaften.

 

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Johannes Clemens Schab
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Weitere Autoren/Referenten:
  • Franz Marquardt
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
  • Jonas Ladegast
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
  • Mirko Riede
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
  • Dr. Elena López
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
  • Prof. Dr. Frank Brückner
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
  • Prof. Dr. Christoph Leyens
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS