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Oral-Poster-Präsentationen

Entwicklung von flexiblen Laserprozesskammern (LPK) für die additive Fertigung alternierend geschichteter Multimaterialbauteile

Mittwoch (25.04.2018)
16:50 - 16:55 Uhr Kongresssaal
Bestandteil von:

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


Weil die additive Fertigung Vorteile in der Gestaltungs- und Materialfreiheit bietet, hält diese Technologie immer mehr Einzug in Industrieanwendungen. Daher entwickeln sich die kommerziellen Anlagen zum Laser Powder Bed Fusion -Verfahren deutlich in Richtung Wirtschaftlichkeit, mit steigender Bauraumgröße, mehreren Laserquellen, Auspack- und Handling-Stationen. Für Belange der Materialforschung im Labormaßstab sind jedoch im ersten Schritt nur kleine Mengen an Material (Pulver) erforderlich, weshalb ebenfalls Anlagen im Labormaßstab entwickelt werden müssen. Neben Pulverkleinmengen sollen mit diesen Anlagen auch mehrere Materialien, innerhalb eines Prozesses, zu geschichteten Multimaterialverbunden verarbeitet werden.

Zu Vorversuchszwecken wurde eine manuell betriebene Laserprozesskammer (mLPK) entwickelt, in welcher geschichtete Multimaterialbauteile (ø: 20mm H: 10mm) erzeugt werden. Die mLPK kann unkompliziert in Betrieb genommen oder gereinigt werden, sodass sie sich gut für Studien zur Materialentwicklung eignet. Da die mLPK an verschiedene Laser- und Gasquellen adaptierbar ist, kann der Einfluss verschiedener Laser- oder Atmosphärenparameter auf die resultierenden Materialeigenschaften untersucht werden.

Um größere Bauteile mit höherer Präzision zu realisieren, wurde zusätzlich eine automatisierte Laserprozesskammer (aLPK) konzipiert und aufgebaut. Die aLPK bietet alle Vorteile der mLPK und erweitert diese, neben der Automatisierung, um eine gesteuerte Schutzgasatmosphäre und erlaubt die Realisierung kleinerer minimaler Schichtdicken.

Mit der mLPK wurden bereits erfolgreiche Vorversuche zu geschichteten Multimaterialbauteilen durchgeführt, wobei alternierende Schichten aus Fe und FeAl (trocken gemischt) erzeugt wurden. Über die Analyse der Zusammensetzung, des Gefüges und der Kristallstruktur konnte gezeigt werden, dass mit dieser Herangehensweise aus den Materialien ein Bauteil, bestehend aus getrennten, alternierenden Einzelschichten, gefertigt wurde.

Auf Basis dieser Grundlagen werden nun detaillierte Materialuntersuchungen zu additiv gefertigten Multimaterialbauteilen durchgeführt, wobei besonderes Augenmerk auf Strukturen und chemischen Zusammensetzungen liegt, welche nur mit Hilfe der additiven Fertigung realisiert werden können.

Sprecher/Referent:
Julian Schurr
Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
Weitere Autoren/Referenten:
  • Tim Schubert
    Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
  • Prof. Dr. Dagmar Goll
    Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
  • Dr. Timo Bernthaler
    Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
  • Prof. Dr. Gerhard Schneider
    Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft