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Makro- und mikroskopische Modellierung von laserbasierten additiv gefertigten magnetischen Materialien

Sonntag (01.01.2040)
00:00 - 16:31 Uhr Foyer
Bestandteil von:
Beiträge:
- Poster Additive Fertigung - Schleifende Nachbearbeitung additiv gefertigter austenitischer Edelstähle 1 Dipl.-Ing. Sebastian Greco
- Poster Prozessroute zur additiven Fertigung filigraner Titanbauteile mit normgerechten Verunreinigungs- und Duktilitätswerten 1 Dr. Olaf Andersen
- Poster Komplexe Prüfverfahren und numerische Simulation von mechanischen Eigenschaften 3D-gedruckter Kunststoffe 1 Daniela Schob
- Poster Die additive Fertigung als vollständige Prozesskette auf der Online Plattform 3D-Print-Cloud Baden-Württemberg 1 Simon Merz
- Poster Mikrostruktureller Einfluss auf die Kriecheigenschaften der additiv gefertigten Nickelbasis-Superlegierung IN718 1 Benedikt Diepold
- Poster Herstellung und Charakterisierung von Pulvern aus niedriglegierten Kupferwerkstoffen für den SLM-Prozess 1 Dr.-Ing. Katrin Jahns
- Poster Untersuchung der Eignung des Legierungssystems Al-Mg-Si für die laseradditive Fertigung - Vom Pulver zum Bauteil 1 Daniel Knoop
- Poster Makro- und mikroskopische Modellierung von laserbasierten additiv gefertigten magnetischen Materialien 0 Dr. Bai-Xiang Xu
- Poster In-situ Experiment zur Erforschung des Selective Laser Melting (SLM) Prozesses 1 Jan Rosigkeit
- Poster Ressourceneffizienter 3D-Druck: Neue hochfeste Aluminiumlegierungen und bionisches Design 1 Fei Teng
- Poster Kleinbauteile aus Keramik und Metall aus dem FDM-Drucker 1 Dorit Nötzel
- Poster Generierung und Visualisierung von Interfaces in additiv gefertigten Materialverbunden 1 Markus König
- Poster Neuartiges Verfahren zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften additiv gefertigter Bauteile 1 Uwe Scheithauer
- Poster Additive Fertigung von verschleißbeständigen Hartstoffschichten mittels Mikroplasma-Schweißprozess 1 Philipp Henckell

Session Poster
Gehört zu:


Additive Manufacturing (AM) bietet eine großartige Chance für die effiziente Herstellung von Bauteile mit komplexer Geometrie. Aber seine Anwendung auf funktionale magnetische Materialien befindet sich noch in der Anfangsphase. In dieser Arbeit untersuchen wir mittels neuartigen Modelle und Simulationen die Entwicklung von Mikrostrukturen und die magnetischen Eigenschaften in den durch selektives Laserschmelzen (SLM) hergestellte Fe-Ni-Legierungen. Unter Verwendung der temperaturabhängigen Materialparameter und der schrittweisen Elementaktivierung von Pulvernetzen wird Finite-Elemente (FE) Simulationen durchgeführt, um die Temperaturverteilung und -entwicklung während der SLM-Bearbeitung von Fe-Ni-Legierungen darzustellen. Danach wird eine thermomechanische Analyse unter Verwendung des elastisch-plastischen Modells durchgeführt. Die zyklische Spannung wird in der Grenzfläche von zwei benachbarten Schichte bestätigt, was die Grenzflächenverbindung schaden könnte. Unter Verwendung der Ergebnisse über Temperaturverlauf und CALculation of PHAseDiagrams wird die Entwicklung und Verteilung von verschiedene Phasen i.e. Flüssigkeit, Pulver, FeNi3 und γ-Fe-Ni 300 während des SLM-Prozesses berechnet. Unter Berücksichtigung der magnetoelastischeren Energie werden die magnetische Koerzitivfeldstärke, die remanente Magnetisierung und die magnetische Domänenstruktur von SLM-verarbeiteten Fe-Ni-Legierungen durch mikromagnetische Simulationen untersucht. Der SLM-Prozess erhöht die Remanenzmagnetisierung und die Koerzitivfeldstärke von Fe15Ni85 und Fe25Ni75 um 1,6 mT. Die berechnete Koerzitivfeldstärke stimmt mit den experimentellen Werten überein. Diese Berechnungsstudie demonstriert einen praktikablen Ansatz für die Simulation additiv hergestellter magnetischer Materialien durch Integration von FEA, CALPHAD und Mikromagnetik.


Darüber hinaus entwickelten wir ein nicht-isothermes Phasenfeldmodell zur Simulation des Sinterprozesses bei hohen Temperaturgradienten in der additiven Fertigung. Finite-Elemente-Phasenfeld-Simulationsergebnisse zeigen, dass der hohe Temperaturgradient zu komplexen Korngefüge und Porenstruktur führt, was sich auf die thermomechanischen Felder auf mikroskopischer Skala und damit auf die mechanische Stabilität auswirkt.

 

Sprecher/Referent:
Dr. Bai-Xiang Xu
Technische Universität Darmstadt
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Min Yi
    TU Darmstadt