BUP49 - AddTemper

Das Projekt befasst sich mit der Verarbeitung von kohlenstoffreichen Stählen in der additiven Fertigung. Diese Materialien zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Härte aus und werden daher beispielsweise in Werkzeugen, Maschinenteilen oder Automobilkomponenten eingesetzt. Sie sind jedoch schwer zu verarbeiten, da sie zur Rissbildung neigen. Derzeitige Verfahren wie die Hochtemperaturerwärmung der Bauplattform verringern zwar die Rissbildung, sind aber energieintensiv und unflexibel. Daher werden neue Konzepte benötigt, um diese Materialien wirtschaftlich zu verarbeiten.

Ziel

Mit der Entwicklung einer temperaturgeregelten in-situ Laser-Wärmebehandlung (TILW), welche direkt während des PBF-LB/M-Bauprozesses (selektives Laserstrahlschmelzen) stattfindet, verfolgt das Projekt „Add-Temper“ einen innovativen Ansatz. Bei PBF-LB/M-Verfahren wird Metallpulver schichtweise durch einen Laserstrahl verschmolzen, um komplexe Bauteile zu erzeugen. Der Laserstrahl dient zudem als flexible Wärmequelle, um die einzelnen Schichten des Bauteils gezielt und kontrolliert zu erwärmen. Durch diese gezielte Wärmezufuhr sollen Eigenspannungen direkt während des Fertigungsprozesses reduziert und in Folge dessen Risse verhindert werden. Dies eröffnet völlig neue Möglichkeiten in der Anwendung additiv gefertigter Bauteilen.

Vorgehen

• Eigenentwickelte modulare PBF-LB/M-Forschungsplattform mit offener Steuerung für maximale Kontrolle über den Prozess
• Temperaturgeregelte in-situ Laser-Wärmebehandlung (TILW) mit Highspeed- Quotientenpyrometer zur Erfassung der Bauteiltemperatur
• Thermografiekamera zur Aufzeichnung der Temperaturhistorie
• Metallographische Defektanalyse
• Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen und Härtemessungen zur Analyse der Materialeigenschaften und Gefügeausbildung 

Nutzen

Die Ergebnisse des Projekt ermöglichen es der Industrie, neue rissanfällige Materialgruppen wie hochkohlenstoffhaltige Stähle zu verarbeiten. Dadurch wird der Anwendungsbereich der Additiven Fertigung deutlich erweitert.