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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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R. Hofmann, M. Werz, M. Käß
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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
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Leichtbaupotenzial und Defekttoleranz von additiv-gefertigten Werkstoffen und Strukturen
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
German
Powder Bed Fusion,Ermüdungsverhalten,Defekttoleranz,Gitterstrukturen,FCRC-Brackets
Price €25.00
Online only
Nachweis der Herstellbarkeit von Bauteilen mittels PBF/L im Hochvakuum
Author(s): J. Weiser, M. Werz, S. Fritz
10.48447/ADD-2023-295
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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
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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
10.48447/ADD-2023-173
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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conference paper (PDF)
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Betriebsfestigkeit,WAAM,Kerben,additive Fertigung,Oberflächeneinfluss
Price €25.00
Online only
Probekörperdesign für die mechanische Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung
Author(s): M. Greiner, J. Hoffmann, C. Mittelstedt
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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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
10.48447/ADD-2023-298
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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M. Greiner, J. Hoffmann, C. Mittelstedt
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
German
Additive Fertigung,Gitterstrukturen,Ermüdungsverhalten,Probekörperdesign,Topologieoptimierung
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
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M. Eiber, Prof. Dr.-Ing. H. A. Richard
2023
conference proceedings (PDF)
German
additiv gefertigt, Bauteile, Strukturen
Price €90.00
Online only
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
10.48447/ADD-2022-007
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STATISTICAL EVALUATION OF CRACK-INITIATING INHOMOGENITIES IN ADDITIVELY MANUFACTURED ALSI10MG SAMPLES UNDER CYCLIC LOADING
L. Strauß, N. Kurenbach, S. Lübbecke, M. Moser, V. Nedeljkovic-Groha, G. Löwisch
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AlSi10Mg, √𝒂𝒓𝒆𝒂, Kitagawa-Takahashi, PBF-LB, Shiozawa, statistical distribution
Price €25.00
Online only
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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Entwicklung und Bewertung additiv aus EN AW-6063 im WAAM-Verfahren gefertigter Hohlstrukturen als funktionsintegrierte Grundkörper für Motorradlenker
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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10.48447/ADD-2023-307
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
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German
Price €25.00
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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
2023
conference paper (PDF)
German
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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
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
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Additive Fertigung,LPBF,Mechanische Eigenschaften,Mikrostruktur,Phasenfeldsimulation
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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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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
German
AlSi10Mg,Versagensmechanismen,Schädigungsmechanik,LPBF
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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
10.48447/ADD-2023-301
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
conference paper (PDF)
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Kriechverhalten von mittels Selektiven Laserstrahlschmelzen hergestellten IN738LC: Einfluss der Aufbauorientierung auf Zwillingsbildung
S. Megahed, K. M. Krämer, C. Heinze, C. Kontermann, A. Udoh, S. Weihe, M. Oechsner
10.48447/ADD-2023-301
DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
2023
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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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conference paper (PDF)
German
Selektives Laserstrahlschmelzen,IN738LC,Aufbaurichtung,Kriecheigenschaften,Mikrostruktur
Price €25.00
Online only
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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L. Strauß, G. Löwisch
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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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PBF-LB,AlSi10Mg,Ermüdungsfestigkeit,Rissinitiierung,Computertomographie
Price €25.00
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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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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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Ti-6Al-4V,FCRC-Brackets,Bauteilprüfung,Ermüdungsverhalten,Bruchmechanik
Price €25.00
Online only
Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen additiv gefertigter Gitterstrukturen auf Basis dreifach periodischer Minimalflächen (TPMS)
Author(s): F. Günther, M. Wagner, S. Pilz, A. Gebert, F. Hirsch, M. Kästner, M. Zimmermann
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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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
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DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
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