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Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum

Der Umgebungsdruck hat einen signifikanten Einfluss auf die Verdampfungstemperatur von Metallen. Mit abnehmendem Umgebungsdruck sinkt daher die zum Erreichen des Tiefschweißeffektes notwendige Laserleistung bzw. Energiedichte. Während beim Laserschweißen bewusst verringerte Umgebungsdrücke eingesetzt werden um den Tiefschweißeffekt mit geringeren Leistungen sowie einem stabilerem Keyhole zu erzielen, gibt es bislang keine positiven Erkenntnisse zum PBF/L unter Vakuum. Dabei verspricht die Anwendung von Vakuum erhebliche Vorteile zur Vermeidung von Oxidationsprozessen .

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Produktdetails
Beschreibung

In dieser Arbeit wird daher die Additive Fertigung mittels PBF/L unter verschiedenen Prozessparametern bei verschiedenen Umgebungsdrücken untersucht. Hierbei zeigt sich, dass mit sinkendem Druck das Prozessfenster deutlich verringert wird. Testkörper mit einer Dichte von bis zu 89,2 % konnten bei Drücken von 2*10^-2 mBar aus 316L erzeugt werden. Die Streckenenergiedichte war für die Erzeugung der im Rahmen dieser Untersuchung dichtesten Werkstoffzustände um 31,19 % und die Volumenenergiedichte um 62,79 % gegenüber dem Vergleichsprozess bei Normaldruck reduziert. Die Analyse der Schliffbilder zeigen vorrangig Bindefehler und Gasporen. Zugproben zeigen eine Festigkeit von bis zu 447 MPa.

Aus den Ergebnissen wird die Hypothese abgeleitet, dass ein PBF/L Prozess umso stabiler ist, je größer das Verhältnis der jeweilige (druckabhängigen) Verdampfungstemperatur zu Bauplattentemperatur ist. Diese Hypothese wird durch zusätzliche Prozessuntersuchungen unter unterschiedlichen Druckverhältnissen und Temperaturen näher untersucht.

Artikelnummer: ADD-2023-295

Titel: Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum
Autor(en): J. Weiser, M. Werz, S. Fritz
DOI: 10.48447/ADD-2023-295
Veranstaltung: DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
Jahr der Veröffentlichung: 2023
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: PBF/L,Vakuum,Dichte,Zugfestigkeit

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Autor(en): M. Wächter, M. Hupka, M. Leicher, K. Treutler, A. Esderts, V. Wesling

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

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Anrisslebensdauervorhersage additiv gefertigter Proben durch Modellierung verformungsbedingter Zustandsgrößen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Entwicklung und Bewertung additiv aus EN AW-6063 im WAAM-Verfahren gefertigter Hohlstrukturen als funktionsintegrierte Grundkörper für Motorradlenker

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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

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Additive Fertigung vs. Guss: Ein Vergleich am Beispiel von Aluminium

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25,00 €

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Entwicklung eines Buildprozessors mit innovativen Aufbaustrategien zur Optimierung der additiven Fertigung im selektiven Laserstrahlverfahren (PBF-LB\M)

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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25,00 €

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90,00 €

Nur online erhältlich