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Additive Fertigung

SPP 2122 - Neue Materialien für die laserbasierte additive Fertigung

Laufzeit: 2019 bis 2024 Konsortium: 23 Forschungsinstitute Fördergeber: Deutsche Forschungsgesellschaft
laserbasierte_additive_fertigung

Laser in der Produktion und speziell in der additiven Fertigung werden immer genauer und leistungsfähiger, jedoch ist die Qualität der Materialpulver für die steigenden Prozessanforderungen bisweilen unzureichend. Bei modernen laserbasierten Fertigungsverfahren führen diese Pulver zu Prozessinstabilitäten sowie zur Ausbildung von Defekten, wie Poren und Risse. Es besteht daher die dringende Notwendigkeit, die Materialien an diese neuen Produktionsverfahren anzupassen. Dies erfordert einen grundlegenden Forschungsansatz, der bereits das Material am Anfang der Prozesskette betrachtet, um neue Materialien für effiziente laserbasierte additive Fertigungsverfahren verarbeiten zu können. Auf diese Weise soll das Angebot an handelsüblichen Materialien für die additive Fertigung maßgeblich erweitert werden.

Projekt-Homepage

 


 

Mechanismenbasierte Untersuchung additiv gefertigter Aluminium-Matrix-Verbundwerkstoffe für erhöhte mechanische Festigkeit

Laufzeit: 2019 bis 2022 Projektpartner: MeSH_projektpartner   IAPT-Logo Fördergeber: Deutsche Forschungsgesellschaft
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Die Verarbeitung von Pulver aus einem Aluminium-Matrix-Verbundwerkstoff (eng. AMC) mittels additiver Fertigungsverfahren ermöglicht die Herstellung bedarfsoptimierter AMC-Bauteile. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf mit SiC-Partikeln verstärktem AlSi10Mg-Pulver. Das Ermüdungsverhalten ist von besonderem Interesse für Strukturbauteile. Die spezifische Mikrostruktur und die prozessbedingte Porosität wird komplexe zyklische Schädigungsvorgänge zur Folge haben. Aufgrund dieser Herausforderungen ist ein Verständnis der skalenübergreifenden Festigkeitsmerkmale auf makro- und mikrostruktureller Ebene der Strukturen zwingend erforderlich. Durch ein grundlegendes Verständnis der Verformungsmechanismen in der SLM-AMC Prozesskette wird die weitere effektive Nutzung der additiven Fertigungsverfahren in Industrie und Strukturanwendungen vorangetrieben und tiefergehende Forschungsschwerpunkte herausgearbeitet.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
M.Sc. Jochen Tenkamp

 


 

Qualifizierung neuer Stahllegierungskonzepte für LAM Pulver durch kombinierte in-situ Additivierung, Agglomeration und In-/Post-Prozess-Verfahren

Laufzeit: 2019 bis 2021 Projektpartner: iwt_lwtLWT1
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Hauptziel des Gemeinschaftsantrags im SPP 2122 ist die Entwicklung neuer Ausgangsmaterialien und deren Qualifizierung für die Herstellung von martensitisch-aushärtenden Werkzeugstählen oder Gusseisenlegierungen mittels Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) aufgrund der steigenden Nachfrage nach laser-additiv gefertigten Bauteilen und der Tatsache, dass die meisten mittels L-PBF verarbeitbaren Materialien hauptsächlich Al-, Ti- oder Ni-basierte Legierungen sind. Dieses Projekt betrachtet Strategien zur Herstellung von Graugusslegierungen und passt deren Legierungskonzepte daraufhin an, um Weißguss und ledeburitischen Kaltarbeitsstahl zu verarbeiten. Um diese komplexe Werkstoffforschung in diesem Projekt abbilden zu können, werden alle Aspekte beginnend beim Grundmaterial bis hin zum SLM-gefertigten Bauteil in einem ganzheitlichen Ansatz im Hinblick auf Pulverherstellung und -aufbereitung, Legierungsdesign und Verarbeitung der entwickelten Pulver sowie der mikrostrukturellen, mikromagnetischen und mechanischen Charakterisierung der SLM-Bauteile betrachtet.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
M.Sc. Abootorab Baqerzadeh Chehreh

 


 

Erforschung der Schadenstoleranz von im selektiven Elektronenstrahl-schmelzverfahren hergestellten zellularen Strukturen über den Einsatz fortgeschrittener Charakterisierungsmethoden

Laufzeit: 2018 bis 2020 Projektpartner: Universität Kassel Fördergeber: Deutsche Forschungsgesellschaft
zellstrukturen

Aufgrund der steigenden Rohstoffknappheit wird die effiziente Nutzung von Werkstoffen und die Reduzierung der eingebrachten Energie zunehmend wichtiger. Metallische zellulare Strukturen sind bei der Entwicklung neuer leichter und ressourcenschonender Bauteile ein unverzichtbarer Baustein. Mit Bezug auf die additive Fertigung bietet das selektive Elektronenstrahlschmelzverfahren im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungs¬verfahren bei der Herstellung dieser zellularen Strukturen größere Gestaltungsfreiheiten und Möglichkeiten. Im Zuge dieses Projekts werden zellulare Strukturen sowohl hinsichtlich ihrer Mikrostruktur und Defektverteilung als auch hinsichtlich ihres quasistatischen und zyklischen Verformungs-und Schädigungsverhalten untersucht.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
M.Sc. Daniel Kotzem

 


 

Mechanismenbasierte Bewertung des Einflusses der Pulverherstellung und Prozessparameter auf die Mikrostruktur und das Verformungsverhalten von SLM-verdichteten C+N-Stählen an Luft und in korrosiver Umgebung

Laufzeit: 2017 bis 2019 Projektpartner: LWT2LWT1 Fördergeber: Deutsche Forschungsgesellschaft (DFG)
TRR188

Das selektive Laserschmelzen (SLM – selective laser melting) vereint eine schnelle Herstellung komplexer Materialstrukturen mit hoher Designfreiheit bei geringem Rohstoffeinsatz. Da sich die Verarbeitung mittels SLM auf wenige Werkstoffe beschränkt, ist eine Erweiterung im Bereich der nichtrostenden martensitischen und austenitischen C+N-Stähle von Vorteil. Aus diesem Grund erfolgt eine Berücksichtigung der gesamten Prozesskette von der Pulverherstellung über die Pulververdichtung bis zur Charakterisierung der Mikrostruktur und Defektverteilung sowie deren Einfluss auf das quasistatische und zyklische Schädigungsverhalten der mittels SLM verarbeiteten C+N-Stähle.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
M.Sc. Felix Stern

 


 

Mechanismenbasiertes Verständnis von Funktionsgradierung additiv-gefertigter Ti-6Al-4V und Al-12Si Legierungen mit Fokus auf Ermüdungseigenschaften

Laufzeit: 2017 bis 2019 Projektpartner: IAPT Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft
FAM-Fatigue1 FAM-Fatigue_2

Hauptziel des Projekts ist die Steigerung des Potentials des Selektiven Laserstrahlschmelzens (SLM) zur Generierung von lokal gradierten Bauteileigenschaften, um die Ermüdungsfestigkeit in den maximal beanspruchten Bereichen eines Bauteils lokal zu verbessern. Die Reduzierung der festigkeitsmindernden Defekte kann sehr kostenintensiv sein, wenn das gesamte Bauteil unter Berücksichtigung der Lebensdauer optimiert werden muss. Die erwartete Verbesserung der additiv gefertigten Strukturen durch die funktional gradierte Fertigung wird die industrielle Herstellung von betriebssicheren Komponenten ermöglichen. Abschließend wird ein grundlegendes Wissen über gradierte Mikrostrukturen geschaffen und die Wechselwirkung auf die Schädigungs¬mechanismen bestimmt.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
M.Sc. Mustafa Mamduh Mustafa Awd