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TU Berlin

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Selective-Laser-Melting: Aufbaustrategien und Prozessmonitoring

Lupe

Die additiven Fertigungsverfahren (engl. Additive Manufacturing, AM) haben sich von einer Nischentechnologie des Prototypenbaus zu einer wettbewerbsfähigen Fertigungstechnologie mit vielfältigem Anwendungsspektrum entwickelt. Unter den metallischen Verfahren ist das pulverbettbasierte selektive Laserstrahlschmelzen (engl. Laser Beam Melting, LBM; synonym Selective Laser Melting, SLM) die am stärksten verbreitete Technologie. Bei diesem pulverbettbasierten, schichtweise arbeitenden Verfahren, wird eine Pulverschicht definierter Stärke lokal selektiv gemäß schichtzerlegter Geometrieinformationen mittels Laserstrahlung aufgeschmolzen. Durch die sich anschließende Rascherstarrung wird Materialzusammenhalt geschaffen. Nach der Belichtung wird die Bauplattform um eine Schichtstärke abgesenkt und eine neue Pulverschicht aufgezogen. Anschließend wiederholen sich die Schritte Belichten, Absenken, Beschichten in einer stufenweisen Iteration bis zur Fertigstellung des dreidimensionalen Bauteils. Pulver, welches im Prozess nicht aufgeschmolzen wird, kann nach Aufbereitung wiederverwendet werden. Die Verfahrensvorteile dieser Fertigungstechnologie lassen sich zuvorderst in der geometrischen Gestaltungsfreiheit sehen, aus der sich große Potentiale für die Fertigung komplexer, leichtgewichtiger und funktionsintegrierter Bauteile ableiten lassen.

Um künftig auch zuverlässig im Bereich sicherheitskritischer, zyklisch belasteter Bauteile Anwendung zu finden, ist die Erweiterung des Verständnisses der Wechselwirkungen zwischen Prozessführung und resultierenden Werkstoffeigenschaften sowie Defektausbildung von enormer Wichtigkeit. Dabei kommt den lokalen transienten Temperaturfeldern eine besondere Rolle zu. Im Rahmen zweier dreijähriger Verbundprojekte (BAM-Themenfeldprojekte), an denen die Arbeitsgruppe beteiligt ist, werden Fragestellungen zur Entwicklung geeigneter in-situ Prozessüberwachungsmesstechniken und Mikrostrukturbeeinflussung durch Prozessführung systematisch betrachtet.

Ansprechpartner: Gunther Mohr
 

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