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

Entwicklung neuartiger Aluminiumlegierungen für Hochleistungsanwendungen in der Raumfahrt

Mittwoch (18.09.2019)
17:00 - 17:30 Uhr Palaiszimmer

Die additive Fertigung und allem voran das selektive Laserstrahlschmelzen gewinnt zunehmende Aufmerksamkeit in verschiedenen Industriezweigen. Insbesondere Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt profitieren stark von den zusätzlichen Leichtbaupotentialen, die durch die Verwendung topologieoptimierter Geometrien ermöglicht werden.

Strukturbauteile in der Raumfahrt werden oftmals aus hochfesten Titan- oder Aluminiumlegierungen gefertigt. Im Bereich der Aluminiumlegierungen ist hierfür aktuell die AlMgSc-Legierung Scalmalloy® der am umfassendsten untersuchte Werkstoff. Durch die Ausscheidung kohärenter Al3Sc-Ausscheidungen kommt es zu einer starken Verfestigung des Werkstoffes unter Erhalt vergleichsweise hoher Duktilität. Die eingeschränkte Verfügbarkeit und die hohen Kosten des Legierungselements Scandium sind Hauptgründe für die bislang begrenzt industrielle Anwendung.

In Rahmen dieses Forschungsprojektes wird die Eignung Sc-freier Legierungen für die laseradditive Fertigung von Strukturbauteilen in der Raumfahrt untersucht. Hierfür wurde eine umfassende Auswahl alternativer Legierungssysteme ausgewählt, als Pulverwerkstoff mittels Gaszerstäubung hergestellt, additiv verarbeitet und charakterisiert. Der Fokus der Legierungsauswahl lag dabei, neben der Einstellung geeigneter Kombination von hoher Festigkeit und Duktilität, auf der Erzeugung eines Werkstoffes der sich mittels schweißtechnischer Fügeverfahren weiterverarbeiten lässt.

Hierfür wurden Prozessfenster für den laseradditiven Fertigungsprozess bestimmt und Proben für die mechanische Charakterisierung aufgebaut. Ergänzt wird diese Betrachtung der durchgängigen Prozesskette um metallografische Untersuchungen. Insbesondere die Entwicklung der mechanischen Eigenschaften während einer möglichen nachgeschalteten Wärmebehandlung und weiterer Post-Processing Schritte wurden dabei untersucht.

 

Sprecher/Referent:
Marcel Hesselmann
Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT
Weitere Autoren/Referenten:
  • Daniel Knoop
    Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT
  • Dr. Axel von Hehl
    Universität Bremen