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Parameterentwicklung für die stützstrukturfreie Fertigung von Überhanggeometrien aus Inconel 718 mittels des PBF-LB/M

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Produktdetails
Beschreibung

Die laserbasierte Pulverbettfusion von Metallen (PBF-LB/M) ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile aus Metallpulvern wie Inconel 718 (IN718). Eine Limitation der kontinuierlichen Laserbelichtung (engl. continuous wave, CW) besteht in Bezug auf den minimal herstellbaren Überhangwinkel ohne die Notwendigkeit von Stützstrukturen. Die gepulste Laserbelichtung (engl. pulsed wave, PW) verbessert das thermische Verhalten im Bauteil, wurde jedoch für IN718 noch nicht umfassend untersucht. Diese Arbeit zielt darauf ab, diese Forschungslücke durch umfangreiche Untersuchungen geeigneter Parametersätze für PW mit IN718 zu schließen. PW-Einzelspuren aus IN718 wurden hinsichtlich ihrer Kontinuität untersucht. Mittels des erschlossenen Prozessfensters konnten erfolgreich Volumenkörper mit einem Überhangwinkel von bis zu 30° gefertigt werden. Bei diesen Probekörpern wurden die Prozessparameter im Downskin-Bereich gezielt angepasst. Des Weiteren wurden die Methoden der Mindestvektorzeit und der vektorlängenabhängigen Leistungsreduzierung angewendet. Es wurden die Auswirkungen auf den Fertigungsprozess, das thermische Verhalten, die Oberflächenrauheit, die Entstehung von Bindefehlern und Poren sowie die Schmelzbadgeometrie analysiert. Der Gebrauch von PW ermöglichte keine flacheren Überhangwinkel im Vergleich zu CW. Auf Basis der Ergebnisse kann abgeleitet werden, dass die Anwendung der Mindestvektorzeit und der Leistungsreduzierung aufgrund der resultierenden verbesserten geometrischen Flexibilität der PW-Methode zu bevorzugen sind. Diese Erkenntnisse ermöglichen die Erweiterung des Prozessfensters der stützstrukturfreien Fertigung mittels PBF-LB/M und somit signifikante Kosteneinsparungen durch die Reduktion von Werkstoffverbrauch und Nachbearbeitungsaufwand.

Artikelnummer: ADD-2024-453

Titel: Parameterentwicklung für die stützstrukturfreie Fertigung von Überhanggeometrien aus Inconel 718 mittels des PBF-LB/M
Autor(en): T. A. Danowski
DOI: 10.48447/ADD-2024-453
Veranstaltung: DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung: 2024
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Additive Fertigung,Überhänge,Stützstrukturen,Parameterentwicklung,Experiment

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Autor(en): T. Werner, T. Teske, M. Madia, K. Hilgenberg, S. Nielsen, F. Gärtner

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Untersuchung des Potentials des Kaltgasspritzens für die Reparatur zyklisch belasteter Bauteile

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Autor(en): M. Fitzlaff, M. Käß, M. Werz, B. Gundelsweiler, S. Weihe

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