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Oral-Poster-Präsentationen

Nutzung der Röntgencomputertomographie für die Parameteroptimierung und Qualitätskontrolle additiv gefertigter Bauteile

Mittwoch (25.04.2018)
16:30 - 16:35 Uhr Kongresssaal
Bestandteil von:

Session A: Poster-Oral-Presentation
Gehört zu:
Symposium OP: Oral-Poster-Präsentation


Die Möglichkeiten komplex gestaltete Bauteile mittels additiver Fertigungstechnologien, z.B. durch selektives Laserschmelzen (SLM), herzustellen, sind in den letzten Jahren intensiv erforscht und erweitert wurden. Neben der Herstellung von Einzelbauteilen, ist die additive Fertigung auf dem besten Wege einen festen Platz bei der materialsparenden Herstellung neuartiger Bauteile einzunehmen, die in Kleinserien gefertigt werden.

Die Optimierung der Herstellungsparameter für eine hohe relative Dichte der mittels SLM prozessierten Bauteile ist zeitintensiv und aufwendig. Die für die Dichtebestimmung klassischen Untersuchungsmethoden, z.B. Wiegung nach archimedischem Prinzip oder Schliffbildbegutachtung, sind oft mit Streuungen der Messwerte sowie Schwierigkeiten (Anhaftung von Pulverresten, Zerschneiden der Prüfkörper) verbunden. Speziell der metallographische Präparationsaufwand ist sehr hoch. Weiterhin werden Informationen aus der 2D-Bildgebung nicht immer richtig oder vollständig erkannt und interpretiert. Deshalb ist es erforderlich, Bauteile, die in einem Schicht-für-Schicht (3D) Aufbauverfahren erzeugt werden, mit einem 3D-Bildgebungsverfahren zu untersuchen. Speziell die Röntgencomputertomographie (XCT) eignet sich hierfür als zerstörungsfreie und schnelle Bildgebungsmethode hervorragend. Am Institut für Komplexe Materialien arbeiten die Gruppen „Prozesstechnologien“ (SLM) und „Magnetokalorische Materialien“ (XCT) eng zusammen, um gemeinsam den Prozess der Parameterfindung zur Werkstoffverarbeitung mittels SLM zu beschleunigen.

Am Beispiel einer Kupfer-Basis-Formgedächtnislegierung wird verdeutlicht, wie die Qualitätskontrolle (Sphärizität, Größenverteilung, Hohlkugelanteil) des verwendeten Pulvermaterials für das SLM-Verfahren durchgeführt wird und nicht geeignete Chargen schnell erkannt werden. Weiterhin können die Porengrößen und die Dichte der SLM-Bauteile zuverlässig bestimmt werden. Die Form und Anordnung der Poren ermöglichen Rückschlüsse auf die verwendeten Parameter (Leistung, Scangeschwindigkeit, Schraffurabstand) und die genutzte Scanstrategie (Streifenmuster, Rotationswinkel). Damit stellt die Röntgencomputertomographie ein ideales und effizientes Werkzeug für die Parameter-optimierung und Qualitätskontrolle additiv gefertigter Bauteilen dar.

Sprecher/Referent:
Anja Waske
Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden
Weitere Autoren/Referenten:
  • Alexander Funk
    Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden
  • Tobias Gustmann
    Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden
  • Simon Pauly
    Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden
  • Uta Kühn
    Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden