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

Der Beitrag vergleicht die Schwingfestigkeit und andere Werkstoffeigenschaften von additiv gefertigtem Aluminium mit denen von Aluminium-Guss. Additive Fertigungsverfahren wie das Metall-Laserstrahlschmelzen (LPBF) ermöglichen die Herstellung von metallischen Bauteilen mit komplexer bionischer Struktur und Gestalt. Während Aluminium-Gusslegierungen aufgrund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften und kostengünstigen Herstellung in vielen industriellen Anwendungen mit hohen Stückzahlen eingesetzt werden, erfordern Anwendungen mit niedrigen Stückzahlen oft eine maßgeschneiderte Anpassung der Bauteile an (Kunden-)spezifische Bedingungen. Ein Einsatz der additiven Fertigung in solchen Fällen ist oftmals nur zielführend, wenn die statischen und zyklischen Eigenschaften vergleichbar mit…

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Der Beitrag vergleicht die Schwingfestigkeit und andere Werkstoffeigenschaften von additiv gefertigtem Aluminium mit denen von Aluminium-Guss. Additive Fertigungsverfahren wie das Metall-Laserstrahlschmelzen (LPBF) ermöglichen die Herstellung von metallischen Bauteilen mit komplexer bionischer Struktur und Gestalt. Während Aluminium-Gusslegierungen aufgrund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften und kostengünstigen Herstellung in vielen industriellen Anwendungen mit hohen Stückzahlen eingesetzt werden, erfordern Anwendungen mit niedrigen Stückzahlen oft eine maßgeschneiderte Anpassung der Bauteile an (Kunden-)spezifische Bedingungen. Ein Einsatz der additiven Fertigung in solchen Fällen ist oftmals nur zielführend, wenn die statischen und zyklischen Eigenschaften vergleichbar mit denen von Aluminium-Gusskomponenten sind. Der Vergleich basiert auf einer Literaturstudie sowie auf eigenen Forschungsergebnissen.

Konkret soll der Beitrag/Vortrag die folgenden Themen behandeln:

  • Abgrenzung der Fertigungsverfahren additive Fertigung (LPBF) und Gießen
  • Gegenüberstellung der quasi-statischen Eigenschaften Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit
  • Gegenüberstellung von Oberflächenqualität und Mikrostruktur
  • Vergleich der erreichbaren Schwingfestigkeiten

Reference
ADD-2023-302

Title
Additive Fertigung vs. Guss: Ein Vergleich am Beispiel von Aluminium
Author(s)
A. Kern, O. Hemmelmann, U. Jung
DOI
10.48447/ADD-2023-302
Event
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
Year of publication
2023
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
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Author(s): R. Hofmann, M. Werz, M. Käß
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STATISTICAL EVALUATION OF CRACK-INITIATING INHOMOGENITIES IN ADDITIVELY MANUFACTURED ALSI10MG SAMPLES UNDER CYCLIC LOADING
Author(s): L. Strauß, N. Kurenbach, S. Lübbecke, M. Moser, V. Nedeljkovic-Groha, G. Löwisch
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Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen additiv gefertigter Gitterstrukturen auf Basis dreifach periodischer Minimalflächen (TPMS)
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10.48447/ADD-2023-282
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
German
Gitterstrukturen,dreifach periodische Minimalflächen,additive Fertigung,morphologische Imperfektionen,Rekonstruktion
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Entwicklung und Bewertung additiv aus EN AW-6063 im WAAM-Verfahren gefertigter Hohlstrukturen als funktionsintegrierte Grundkörper für Motorradlenker
Author(s): 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
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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
conference paper (PDF)
German
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Anrisslebensdauervorhersage additiv gefertigter Proben durch Modellierung verformungsbedingter Zustandsgrößen
Author(s): M. Hofmann, J. Schönherr, M. Klein, M. Oechsner, F. Funcke, M. Kolbinger
10.48447/ADD-2023-287
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Anrisslebensdauervorhersage additiv gefertigter Proben durch Modellierung verformungsbedingter Zustandsgrößen
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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
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conference paper (PDF)
German
Konstitutive Materialmodellierung,Ermüdung,Anrisslebensdauer,Potentialsonde
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Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses von Prozessparametern beim LPBF auf die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur von AISI 316L
Author(s): 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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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
Publication type: conference paper (PDF)
German
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
German
Additive Fertigung,LPBF,Mechanische Eigenschaften,Mikrostruktur,Phasenfeldsimulation
Price €25.00
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Bruchauslösende Inhomogenitäten bei PBF-LB AlSi10Mg-Bauteilen: Ermittlung der Rissinitiierungsphase aus dem CT-Scan
Author(s): L. Strauß, G. Löwisch
10.48447/ADD-2023-294
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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conference paper (PDF)
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Bruchauslösende Inhomogenitäten bei PBF-LB AlSi10Mg-Bauteilen: Ermittlung der Rissinitiierungsphase aus dem CT-Scan
Bruchauslösende Inhomogenitäten bei PBF-LB AlSi10Mg-Bauteilen: Ermittlung der Rissinitiierungsphase aus dem CT-Scan
L. Strauß, G. Löwisch
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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Bruchauslösende Inhomogenitäten bei PBF-LB AlSi10Mg-Bauteilen: Ermittlung der Rissinitiierungsphase aus dem CT-Scan
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
German
PBF-LB,AlSi10Mg,Ermüdungsfestigkeit,Rissinitiierung,Computertomographie
Price €25.00
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Proben für die Ermittlung von Betriebsfestigkeitskennwerten an WAAM-Werkstoffen
Author(s): M. Wächter, M. Hupka, M. Leicher, K. Treutler, A. Esderts, V. Wesling
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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
conference paper (PDF)
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Betriebsfestigkeit,WAAM,Kerben,additive Fertigung,Oberflächeneinfluss
Price €25.00
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Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum
Author(s): J. Weiser, M. Werz, S. Fritz
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2023
conference paper (PDF)
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Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum
Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum
J. Weiser, M. Werz, S. Fritz
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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
conference paper (PDF)
German
PBF/L,Vakuum,Dichte,Zugfestigkeit
Price €25.00
Online only
Leichtbaupotenzial und Defekttoleranz von additiv-gefertigten Werkstoffen und Strukturen
Author(s): M. Zimpel, M. A. Merghany, M. Teschke, J. Tenkamp, S. Stammkötter, F. Walther
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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
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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conference paper (PDF)
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Powder Bed Fusion,Ermüdungsverhalten,Defekttoleranz,Gitterstrukturen,FCRC-Brackets
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THEORETISCHE UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG DES VERSAGENSVERHALTENS VON ADDITIV GEFERTIGTEN PROBEN AUS ALSI10MG
Author(s): M. Hankele, M. Werz, S. Weihe
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THEORETISCHE UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG DES VERSAGENSVERHALTENS VON ADDITIV GEFERTIGTEN PROBEN AUS ALSI10MG
M. Hankele, M. Werz, S. Weihe
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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
conference paper (PDF)
German
AlSi10Mg,Versagensmechanismen,Schädigungsmechanik,LPBF
Price €25.00
Online only
8. Tagung des DVM-Arbeitskreises Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen
10.48447/ADD-2023-BB
Editor(s): M. Eiber, Prof. Dr.-Ing. H. A. Richard
2023
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additiv gefertigt, Bauteile, Strukturen
Price €90.00
Online only
Kriechverhalten von mittels Selektiven Laserstrahlschmelzen hergestellten IN738LC: Einfluss der Aufbauorientierung auf Zwillingsbildung
Author(s): S. Megahed, K. M. Krämer, C. Heinze, C. Kontermann, A. Udoh, S. Weihe, M. Oechsner
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Kriechverhalten von mittels Selektiven Laserstrahlschmelzen hergestellten IN738LC: Einfluss der Aufbauorientierung auf Zwillingsbildung
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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
2023
conference paper (PDF)
German
Selektives Laserstrahlschmelzen,IN738LC,Aufbaurichtung,Kriecheigenschaften,Mikrostruktur
Price €25.00
Online only
Charakterisierung von struktur- und ermüdungsseitigen Skalierungseffekten in bionischen AM-Bauteilen
Author(s): 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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conference paper (PDF)
German
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Price €25.00
Online only
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Author(s): M. Greiner, J. Hoffmann, C. Mittelstedt
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
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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
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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