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

Gezielte Einstellung der Werkstoffeigenschaften mittels Laserstrahlschmelzen

Freitag (20.09.2019)
11:30 - 12:00 Uhr Petersburg
Bestandteil von:


Die additive Fertigung eröffnet neue Freiheiten in der Bauteilgestaltung, indem sie die Herstellung komplexer Strukturen erlaubt. Das bisher am weitesten industrialisierte additive Fertigungsverfahren ist das Laserstrahlschmelzen. Hierbei wird Metallpulver mittels eines Laserstrahls selektiv verfestigt. Dadurch lassen sich Bauteile ohne mechanische Bearbeitung und nahezu ohne Fertigungsrestriktionen erzeugen. Diese Möglichkeit wird vor allen Dingen für Leichtbauanwendungen und die Produktion von kleinen Stückzahlen genutzt. Zusätzlich zur geometrischen Freiheit ermöglicht der Einsatz des Lasers eine gezielte Beeinflussung der Struktur des aufgeschmolzenen Materials. Dies ermöglicht es die Materialeigenschaften lokal gezielt einzustellen und stellt einen notwendigen Schritt in Richtung Funktionell Gradierter Werkstoffe (engl. Functional graded materials, kurz.:FGM) dar, wie sie z.B. in der Natur zu finden sind und welche in der Technik ein hohes Anwendungspotenzial besitzen.

In diesem Beitrag wird der Einsatz des Lasers zur Einstellung von Dichtewerten und der Einstellung der Härtewerte während des Laserstrahlschmelz-Prozess am Beispiel des Einsatzstahl 16MnCr5 vorgestellt. Zuerst wird auf die Möglichkeit eingegangen Strukturen mit hoher Porosität zwischen 25 % und 75 % zu erzeugen, indem Laserparameter gezielt variiert werden. Zusätzlich werden Variationen der Grenzschicht zwischen Vollmaterial und porösem Material vorgestellt und bewertet. Zur Einstellung der Härte wird ein Erwärmen bzw. Wiederaufschmelzen der Schicht untersucht. Durch die Variation der Laserparameter, als auch der Abkühlzeit, wird der Effekt einer in-situ Wärmebehandlung erzielt. Die erzeugten Proben werden dazu mittels Härtemessung und Gefügeuntersuchung charakterisiert.

 

Sprecher/Referent:
Matthias Schmitt
Fraunhofer IGCV
Weitere Autoren/Referenten:
  • Andreas Machnik
    Fraunhofer IGCV
  • Dr. Georg Schlick
    Fraunhofer IGCV
  • Prof. Dr. Gunther Reinhart
    Fraunhofer IGCV

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