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Fakultät Maschinenbau
Additiv gefertigte Gitterstrukturen aus dem Austenit 316L

Experimentelle und numerische Methoden zum Verständnis der Schädigungsmechanismen in L-PBF gefertigten Gitterstrukturen unter Ermüdungsbeanspruchung



Die additive Fertigung von Gitterstrukturen aus dem austenitischen Edelstahl 316L mittels Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB/M) eröffnet neue Möglichkeiten zur Herstellung hochleistungsfähiger Leichtbaustrukturen mit anwendungsspezifisch einstellbaren mechanischen Eigenschaften. Für einen sicheren Einsatz dieser Strukturen ist insbesondere das Ermüdungsverhalten bis in den Very-High-Cycle-Fatigue-(VHCF)-Bereich von entscheidender Bedeutung. Aufgrund der komplexen Geometrie der Gitterstrukturen sowie der prozessbedingten Mikrostruktur, Defektverteilung und Eigenspannungen ergeben sich vielschichtige Schädigungs- und Versagensmechanismen. Daher ist ein skalenübergreifendes Verständnis der Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur, Defekten und zyklischem Materialverhalten erforderlich. Ziel des Projekts ist es, experimentell ermittelte mikrostrukturelle Informationen mit mechanischen Untersuchungen zu verknüpfen und darauf aufbauend Simulationsmodelle zur Vorhersage des Ermüdungsverhaltens bis in den VHCF-Bereich zu entwickeln. Die gewonnenen Erkenntnisse schaffen die Grundlage für eine zuverlässige Lebensdauerbewertung additiv gefertigter Gitterstrukturen und tragen zur weiteren Etablierung dieser Werkstoffsysteme in sicherheitsrelevanten Leichtbauanwendungen bei.

 

Projektlaufzeit: 2025 bis 2027