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Bruchauslösende Inhomogenitäten bei PBF-LB AlSi10Mg-Bauteilen: Ermittlung der Rissinitiierungsphase aus dem CT-Scan

Das laserbasierte Pulverbettschmelzen (PBF-LB) ist ein weit verbreiteter additiver Fertigungsprozess, der für seine Präzision, Individualisierbarkeit und Funktionsintegration bekannt ist. Der Einsatz von Lasern bringt jedoch Herausforderungen mit sich, wie z. B. eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die zu Wärmegradienten, Eigenspannungen, Anisotropie und Inhomogenitäten führt. Diese prozessbedingt eingebrachten Inhomogenitäten können die Ermüdungsfestigkeit und strukturelle Integrität von PBF-LB-Komponenten erheblich beeinträchtigen.
In der vorgestellten Studie werden die Erkennung und Charakterisierung bruchauslösender Inhomogenitäten in PBF-LB Bauteilen der Aluminiumlegierung AlSi10Mg behandelt. Zur Untersuchung dieser Inhomogenitäten werden μCT-Scans und…

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Das laserbasierte Pulverbettschmelzen (PBF-LB) ist ein weit verbreiteter additiver Fertigungsprozess, der für seine Präzision, Individualisierbarkeit und Funktionsintegration bekannt ist. Der Einsatz von Lasern bringt jedoch Herausforderungen mit sich, wie z. B. eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die zu Wärmegradienten, Eigenspannungen, Anisotropie und Inhomogenitäten führt. Diese prozessbedingt eingebrachten Inhomogenitäten können die Ermüdungsfestigkeit und strukturelle Integrität von PBF-LB-Komponenten erheblich beeinträchtigen.
In der vorgestellten Studie werden die Erkennung und Charakterisierung bruchauslösender Inhomogenitäten in PBF-LB Bauteilen der Aluminiumlegierung AlSi10Mg behandelt. Zur Untersuchung dieser Inhomogenitäten werden μCT-Scans und Bruchflächenanalysen angewandt. Die Spannungsüberhöhung an der Inhomogenität wurde mit Hilfe von Finite-Elemente-Methoden ermittelt. Aus der Dehnungswöhlerkurve lässt sich so der Anteil der Rissinitiierungsphase an der Gesamtlebensdauer abschätzen.

Artikelnummer
ADD-2023-294

Titel
Bruchauslösende Inhomogenitäten bei PBF-LB AlSi10Mg-Bauteilen: Ermittlung der Rissinitiierungsphase aus dem CT-Scan
Autor(en)
L. Strauß, G. Löwisch
DOI
10.48447/ADD-2023-294
Veranstaltung
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
Jahr der Veröffentlichung
2023
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
PBF-LB,AlSi10Mg,Ermüdungsfestigkeit,Rissinitiierung,Computertomographie

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Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum
Autor(en): J. Weiser, M. Werz, S. Fritz
10.48447/ADD-2023-295
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum
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Preis 25,00 €
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Anrisslebensdauervorhersage additiv gefertigter Proben durch Modellierung verformungsbedingter Zustandsgrößen
Autor(en): M. Hofmann, J. Schönherr, M. Klein, M. Oechsner, F. Funcke, M. Kolbinger
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Proben für die Ermittlung von Betriebsfestigkeitskennwerten an WAAM-Werkstoffen
M. Wächter, M. Hupka, M. Leicher, K. Treutler, A. Esderts, V. Wesling
10.48447/ADD-2023-173
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
Betriebsfestigkeit,WAAM,Kerben,additive Fertigung,Oberflächeneinfluss
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
THEORETISCHE UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG DES VERSAGENSVERHALTENS VON ADDITIV GEFERTIGTEN PROBEN AUS ALSI10MG
Autor(en): M. Hankele, M. Werz, S. Weihe
10.48447/ADD-2023-312
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
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THEORETISCHE UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG DES VERSAGENSVERHALTENS VON ADDITIV GEFERTIGTEN PROBEN AUS ALSI10MG
THEORETISCHE UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG DES VERSAGENSVERHALTENS VON ADDITIV GEFERTIGTEN PROBEN AUS ALSI10MG
M. Hankele, M. Werz, S. Weihe
10.48447/ADD-2023-312
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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M. Hankele, M. Werz, S. Weihe
10.48447/ADD-2023-312
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
AlSi10Mg,Versagensmechanismen,Schädigungsmechanik,LPBF
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Additive Fertigung vs. Guss: Ein Vergleich am Beispiel von Aluminium
Autor(en): A. Kern, O. Hemmelmann, U. Jung
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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Tagungsmanuskript (PDF)
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LPBF,Guss,Aluminium,Schwing-/Festigkeit,Oberflächengüte
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses von Prozessparametern beim LPBF auf die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur von AISI 316L
Autor(en): S. Sewalski, M. Käß, M. Werz, S. Weihe
10.48447/ADD-2023-288
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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Tagungsmanuskript (PDF)
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Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses von Prozessparametern beim LPBF auf die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur von AISI 316L
Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses von Prozessparametern beim LPBF auf die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur von AISI 316L
S. Sewalski, M. Käß, M. Werz, S. Weihe
10.48447/ADD-2023-288
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
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S. Sewalski, M. Käß, M. Werz, S. Weihe
10.48447/ADD-2023-288
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
Additive Fertigung,LPBF,Mechanische Eigenschaften,Mikrostruktur,Phasenfeldsimulation
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Entwicklung eines Buildprozessors mit innovativen Aufbaustrategien zur Optimierung der additiven Fertigung im selektiven Laserstrahlverfahren (PBF-LB\M)
Autor(en): R. Hofmann, M. Werz, M. Käß
10.48447/ADD-2023-271
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
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Entwicklung eines Buildprozessors mit innovativen Aufbaustrategien zur Optimierung der additiven Fertigung im selektiven Laserstrahlverfahren (PBF-LB\M)
Entwicklung eines Buildprozessors mit innovativen Aufbaustrategien zur Optimierung der additiven Fertigung im selektiven Laserstrahlverfahren (PBF-LB\M)
R. Hofmann, M. Werz, M. Käß
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
PBF-LB\M,Buildprozessor,Aufbaustrategien,Scanstrategien,Software
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Entwicklung und Bewertung additiv aus EN AW-6063 im WAAM-Verfahren gefertigter Hohlstrukturen als funktionsintegrierte Grundkörper für Motorradlenker
Autor(en): B. Möller, M. Kiel, R. Wagener, E. Taliani, R. Kordaß, M. Schramm, R. Gradinger
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B. Möller, M. Kiel, R. Wagener, E. Taliani, R. Kordaß, M. Schramm, R. Gradinger
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen additiv gefertigter Gitterstrukturen auf Basis dreifach periodischer Minimalflächen (TPMS)
Autor(en): F. Günther, M. Wagner, S. Pilz, A. Gebert, F. Hirsch, M. Kästner, M. Zimmermann
10.48447/ADD-2023-282
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
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Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen additiv gefertigter Gitterstrukturen auf Basis dreifach periodischer Minimalflächen (TPMS)
F. Günther, M. Wagner, S. Pilz, A. Gebert, F. Hirsch, M. Kästner, M. Zimmermann
10.48447/ADD-2023-282
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
Gitterstrukturen,dreifach periodische Minimalflächen,additive Fertigung,morphologische Imperfektionen,Rekonstruktion
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Kriechverhalten von mittels Selektiven Laserstrahlschmelzen hergestellten IN738LC: Einfluss der Aufbauorientierung auf Zwillingsbildung
Autor(en): S. Megahed, K. M. Krämer, C. Heinze, C. Kontermann, A. Udoh, S. Weihe, M. Oechsner
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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S. Megahed, K. M. Krämer, C. Heinze, C. Kontermann, A. Udoh, S. Weihe, M. Oechsner
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
Selektives Laserstrahlschmelzen,IN738LC,Aufbaurichtung,Kriecheigenschaften,Mikrostruktur
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Charakterisierung von struktur- und ermüdungsseitigen Skalierungseffekten in bionischen AM-Bauteilen
Autor(en): M. Zimpel, M. Teschke, J. Tenkamp, F. Walther
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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M. Zimpel, M. Teschke, J. Tenkamp, F. Walther
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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Tagungsmanuskript (PDF)
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Ti-6Al-4V,FCRC-Brackets,Bauteilprüfung,Ermüdungsverhalten,Bruchmechanik
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Probekörperdesign für die mechanische Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung
Autor(en): M. Greiner, J. Hoffmann, C. Mittelstedt
10.48447/ADD-2023-298
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
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Probekörperdesign für die mechanische Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung
Probekörperdesign für die mechanische Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung
M. Greiner, J. Hoffmann, C. Mittelstedt
10.48447/ADD-2023-298
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
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Deutsch
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
Additive Fertigung,Gitterstrukturen,Ermüdungsverhalten,Probekörperdesign,Topologieoptimierung
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
Leichtbaupotenzial und Defekttoleranz von additiv-gefertigten Werkstoffen und Strukturen
Autor(en): M. Zimpel, M. A. Merghany, M. Teschke, J. Tenkamp, S. Stammkötter, F. Walther
10.48447/ADD-2023-304
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
Powder Bed Fusion,Ermüdungsverhalten,Defekttoleranz,Gitterstrukturen,FCRC-Brackets
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich
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M. Eiber, Prof. Dr.-Ing. H. A. Richard
2023
Berichtsband (PDF)
Deutsch
additiv gefertigt, Bauteile, Strukturen
Preis 90,00 €
Nur online erhältlich
Statistische Bewertung bruchauslösender Inhomogenitäten additiv gefertigter Proben aus AlSi10Mg unter zyklischer Beanspruchung
Autor(en): L. Strauß, N. Kurenbach, S. Lübbecke, M. Moser, V. Nedeljkovic-Groha, G. Löwisch
10.48447/ADD-2022-007
2022
Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
AlSi10Mg, √𝒂𝒓𝒆𝒂, Kitagawa-Takahashi, PBF-LB, Shiozawa, statistische Verteilung 
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Statistische Bewertung bruchauslösender Inhomogenitäten additiv gefertigter Proben aus AlSi10Mg unter zyklischer Beanspruchung
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Tagungsmanuskript (PDF)
Deutsch
AlSi10Mg, √𝒂𝒓𝒆𝒂, Kitagawa-Takahashi, PBF-LB, Shiozawa, statistische Verteilung
Preis 25,00 €
Nur online erhältlich