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Rechnerischer Festigkeitsnachweis für additiv gefertigte Bauteile aus 316L

Mit dem Laser-Powder-Bed-Fusion-Prozess (PBF-LB/M) steht ein additives Fertigungsverfahren für metallische Bauteile zur Verfügung, welches bereits heute mit seinen Möglichkeiten des Leichtbaus durch Topologieoptimierung und bedarfsgerechten Herstellung die Fertigung von Bauteilen zu relativ geringen Kosten erlaubt. Leider fehlt es für den breiten industriellen Einsatz aber aktuell an allgemeingültigen Regelwerken zur Festigkeitsbewertung additiv gefertigter metallischer Bauteile, sodass auf zerstörende, bauteilspezifische Prüfungen zurückgegriffen werden muss. Für Strukturbauteile, insbesondere solche im regulierten Zulassungsprozess, vermindert dies die sich ergebenden Vorteile der additiven Fertigung. Eine rechnerischen Nachweisführung mit geeigneter Prognosegüte für den…

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Mit dem Laser-Powder-Bed-Fusion-Prozess (PBF-LB/M) steht ein additives Fertigungsverfahren für metallische Bauteile zur Verfügung, welches bereits heute mit seinen Möglichkeiten des Leichtbaus durch Topologieoptimierung und bedarfsgerechten Herstellung die Fertigung von Bauteilen zu relativ geringen Kosten erlaubt. Leider fehlt es für den breiten industriellen Einsatz aber aktuell an allgemeingültigen Regelwerken zur Festigkeitsbewertung additiv gefertigter metallischer Bauteile, sodass auf zerstörende, bauteilspezifische Prüfungen zurückgegriffen werden muss. Für Strukturbauteile, insbesondere solche im regulierten Zulassungsprozess, vermindert dies die sich ergebenden Vorteile der additiven Fertigung. Eine rechnerischen Nachweisführung mit geeigneter Prognosegüte für den PBF-LB/M-Prozess ist daher als eine wesentliche Voraussetzung für eine breite Anwendung der additiven Fertigung zu sehen. Für konventionell hergestellte metallische Bauteile steht mit der FKM-Richtlinie ”Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile“ ein industrieübergreifender, anerkannter Stand der Technik zur Verfügung. Eine Erweiterung der Datenbasis der FKM-Richtlinie auf additiv gefertigte metallische Werkstoffe erscheint ein effektiver Weg, um den Stand der Technik Stück für Stück verfügbar zu machen. Einen kompletten Satz von spezifischen Berechnungsparametern für die FKM-Richtlinie zu ermitteln und den Einfluss maßgeblicher Verfahrensparameter abzubilden, ist ein Teilziel des Forschungsvorhabens DigiZug3D. Wir zeigen exemplarisch für den Werkstoff 316L (1.4404) das allgemeine Vorgehen und Versuchsprogramm, die ermittelten Versuchsergebnisse und die daraus bestimmten Parameter der FKM-Richtlinie, und ordnen diese Ergebnisse in bereits vorhandene Literaturergebnisse ein.

Reference
BF-2025-638

Title
Rechnerischer Festigkeitsnachweis für additiv gefertigte Bauteile aus 316L
Author(s)
F. Ellmer
DOI
10.48447/BF-2025-638
Event
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
Year of publication
2025
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
FKM-Richtlinie,Bauteilfestigkeit,316L,PBF

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Simulationsgestützte Omission von Betriebslastsignalen
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Markt- und nutzungsabhängige Auslegung durch Betrachtung von Kundenprofilen und Geodaten
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Ein Fuzzy-Ansatz zur Berücksichtigung von Unschärfen in der Gesamtfahrzeugsimulation
J. T. Sattler, S. Schoenfeld
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
2025
conference paper (PDF)
German
Betriebsfestigkeit,Gesamtfahrzeugsimulation,Unscharfe Parameter,Lastkollektivermittlung
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Nichtlineare Regression am Beispiel von Kerbformzahlschätzern
Author(s): K. Rother, M. Kling
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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German
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Nichtlineare Regression am Beispiel von Kerbformzahlschätzern
Nichtlineare Regression am Beispiel von Kerbformzahlschätzern
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Kerbformzahlen,Metamodelle,Finite Elemente Analyse,Kerbspannungskonzept,Wellen und Achsen
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Schichtbasierte Schwingfestigkeitsbewertung von Gussbauteilen
Author(s): M. Oberreiter, M. Stoschka, F. Grün
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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conference paper (PDF)
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Bruchmechanik,Schwingfestigkeit,Computertomographie,Gussbauteile,Zyklisches Materialverhalten
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Multiaxiale Lebensdaueranalyse auf Basis komplexer Invarianten im Vergleich zu Ansätzen mit kritischer Schnittebene
Author(s): C. Gaier, W. Hübsch, G. Spindelberger
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Multiaxiale Lebensdaueranalyse auf Basis komplexer Invarianten im Vergleich zu Ansätzen mit kritischer Schnittebene
C. Gaier, W. Hübsch, G. Spindelberger
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
2025
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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COIN LiWI,Skalierte Normalspannung,Nichtproportionale Banspruchungen,Komplexe Invarianten,Kritische Schnittebene
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Einfluss eines modifizierten Warmumformverfahrens auf die Bauteilschwingfestigkeit von warmumgeformten dicken Blechen aus 22MnB5
Author(s): E. Stolz, T. Fünfkirchler, R. Masendorf, S. Hübner, A. Esderts, B.-A. Behrends
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Einfluss eines modifizierten Warmumformverfahrens auf die Bauteilschwingfestigkeit von warmumgeformten dicken Blechen aus 22MnB5
E. Stolz, T. Fünfkirchler, R. Masendorf, S. Hübner, A. Esderts, B.-A. Behrends
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Author(s): C. Jia, D. Baiz, H. Mauch, A. Esderts
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft
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Editor(s): M. Decker
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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51. Tagung des Arbeitskreises Betriebsfestigkeit
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M. Decker
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
2025
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft
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M. Decker
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
2025
conference proceedings (PDF)
German
DVM, Arbeitskreis, Betriebsfestigkeit, Strukturfestigkeit, Produktlebenszyklus, Kreislaufwirtschaft
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Einsatz von Vorerfahrung in der statistischen Versuchsplanung und Bauteilabsicherung
Author(s): S. Feth, J. Fiedler, M. Burger
10.48447/BF-2025-592
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
2025
conference paper (PDF)
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Einsatz von Vorerfahrung in der statistischen Versuchsplanung und Bauteilabsicherung
Einsatz von Vorerfahrung in der statistischen Versuchsplanung und Bauteilabsicherung
S. Feth, J. Fiedler, M. Burger
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
2025
conference paper (PDF)
German
Versuchsplanung,Vorwissen,Bayes'sche Statistik
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Qualitative Bewertung von Zuverlässigkeitsaussagen in der Produktentwicklung und -absicherung
Author(s): A. Grundler, J. Mischko, T. Bublat, W. Haydn
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E-ANTRIEBS VALIDIERUNG: WIE PRÜFLINGSEIGENSCHAFTEN ZUKÜNFTIG BEI DER VALIDIERUNG DER BETRIEBSFESTIGKEIT GEZIELT EINGESETZT WERDEN KÖNNEN.
Author(s): S. Bucher, A.-K. Kohlhepp, U. Zäumer, B. Schuller
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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E-ANTRIEBS VALIDIERUNG: WIE PRÜFLINGSEIGENSCHAFTEN ZUKÜNFTIG BEI DER VALIDIERUNG DER BETRIEBSFESTIGKEIT GEZIELT EINGESETZT WERDEN KÖNNEN.
S. Bucher, A.-K. Kohlhepp, U. Zäumer, B. Schuller
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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S. Bucher, A.-K. Kohlhepp, U. Zäumer, B. Schuller
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Stichwörter: Festigkeitsvalidierung,elektrischer Antrieb,Schwingungsprüfung,LCF/HCF,Fahrzeugintegration
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Bauteilberechnung unter Wasserstoffatmosphäre auf Basis der FKM-Richtlinien
Author(s): S. Fliegener, H. Schwarz, R. Rennert
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Bauteilberechnung unter Wasserstoffatmosphäre auf Basis der FKM-Richtlinien
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
2025
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German
Bauteil,Dimensionierung,Ermüdungsfestigkeit,Wasserstoff,FKM-Richtlinien
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Bewertung der Fertigungsqualität von Gussbauteilen hinsichtlich Ermüdungsfestigkeit
Author(s): M. Stoschka, M. Horvath, F. Grün
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Bayessches Lernen: Statistische Modellierung zur Abschätzung von Lebensdauer und Zuverlässigkeit
Author(s): F. C. Günther, M. Kotouc, R. Schmidt
10.48447/BF-2025-589
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Bayessches Lernen: Statistische Modellierung zur Abschätzung von Lebensdauer und Zuverlässigkeit
F. C. Günther, M. Kotouc, R. Schmidt
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Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
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Price €25.00
Online only New
Projektbericht: Online-Monitoring mechanischer Belastungen
Author(s): A. Nenninger, S. Maas
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Projektbericht: Online-Monitoring mechanischer Belastungen
Projektbericht: Online-Monitoring mechanischer Belastungen
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