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Proben für die Ermittlung von Betriebsfestigkeitskennwerten an WAAM-Werkstoffen

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) weist durch die erreichbaren hohen Festigkeiten ein erkennbares Potential für sicherheitsrelevante Bauteile auf. Für diese ist die Ermüdungsfestigkeit zwingend nachzuweisen. In diesem Beitrag wird daher der rechnerische Betriebsfestigkeitsnachweis für WAAM-Bauteile betrachtet. Um einen solchen durchführen zu können, ist zum einen die Festigkeit des Werkstoffs zu ermitteln, was mit ungekerbten Werkstoffproben erfolgen kann und sich bezüglich der Probengestaltung und -entnahme unwesentlich von nicht-additiv gefertigten Werkstoffen unterscheidet. So wurden von den Autoren beispielsweise Ermüdungsfestigkeiten für ausgewählte WAAM-Werkstoffe aus Stahl ermittelt (s. Wächter et al.:…

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Produktdetails
Beschreibung

Andererseits wird für den rechnerischen Betriebsfestigkeitsnachweis auch Kenntnis über Größen wie

Kerbempfindlichkeit
Mittelspannungsempfindlichkeit
Einfluss der WAAM-typischen welligen Oberfläche

benötigt. Hierbei handelt es sich um Bauteileinflüsse, weshalb die Schwingproben zu deren Ableitung die WAAM-typischen Bauteilcharakteristika enthalten muss. Mit der häufig in der Literatur zu findenden spanenden Entnahmen von kleinen Proben aus „WAAM-Blöcken“, wie sie für die Ermittlung der Werkstofffestigkeit angewendet wird, lässt sich dieses Ziel nicht erreichen.

Im vorliegenden Beitrag soll daher auf innovative Fertigungsstrategien für bauteilähnliche WAAM-Proben eingegangen werden. Dabei werden folgende Aspekte anhand einer erfolgreich geprüften Probengeometrie diskutiert:

Erforderliche Prüfkraftbereiche für vergleichsweise große WAAM-Proben
Möglichkeiten zur Einbringung scharfer Kerbe ohne Stützstrukturen
Einstellung möglichst reproduzierbarer Gefüge im Prüfbereich

Artikelnummer: ADD-2023-173

Titel: Proben für die Ermittlung von Betriebsfestigkeitskennwerten an WAAM-Werkstoffen
Autor(en): M. Wächter, M. Hupka, M. Leicher, K. Treutler, A. Esderts, V. Wesling
DOI: 10.48447/ADD-2023-173
Veranstaltung: DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
Jahr der Veröffentlichung: 2023
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Betriebsfestigkeit,WAAM,Kerben,additive Fertigung,Oberflächeneinfluss

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Autor(en): A. Kern, O. Hemmelmann, U. Jung

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Probekörperdesign für die mechanische Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung

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Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Charakterisierung von struktur- und ermüdungsseitigen Skalierungseffekten in bionischen AM-Bauteilen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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25,00 €

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Kriechverhalten von mittels Selektiven Laserstrahlschmelzen hergestellten IN738LC: Einfluss der Aufbauorientierung auf Zwillingsbildung

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Publikationsart: Berichtsband (PDF)

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Leichtbaupotenzial und Defekttoleranz von additiv-gefertigten Werkstoffen und Strukturen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen additiv gefertigter Gitterstrukturen auf Basis dreifach periodischer Minimalflächen (TPMS)

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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THEORETISCHE UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG DES VERSAGENSVERHALTENS VON ADDITIV GEFERTIGTEN PROBEN AUS ALSI10MG

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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