TY - THES

T1 - Analyse der Feuchtigkeitseinflüsse auf 316L und Ti6Al4V Pulver für den Laser Powder Bed Fusion Prozess

AU - Schlemmer, Gerhard

N1 - gesperrt bis 18-03-2029

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Additive Fertigungsverfahren bieten die Möglichkeit, hochkomplexe Bauteile mit optimaler Materialausnutzung herzustellen. Im Laser Powder Bed Fusion Prozess (L-PBF) wird metallisches Pulver mittels Laserstrahlung aufgeschmolzen, um schichtweise das finale Bauteil zu produzieren. Die Anwendungsbereiche dieser Bauteile erstrecken sich von Themen mit hoher Gestaltungsflexibilität wie der Medizintechnik über den Rennsport mit Leichtbauanwendungen bis hin zur Raumfahrt mit Hochtemperaturanwendungen. Aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen in all diesen Bereichen ist es von hoher Relevanz, das Rohmaterial zu verstehen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Aussagen über die Auswirkungen feuchter Pulverlagerung auf die Pulvereigenschaften sowie die Eigenschaften des fertigen Bauteils analysiert werden. Die untersuchten Werkstoffe sind die Titanlegierung Ti6Al4V sowie der austenitische Edelstahl 316L. Für die Analyse wurden möglichst realitätsnahe Umgebungsbedingungen eingestellt, um etwaige Qualitätsunterschiede festzustellen. Durch die Wiederverwendung des Pulvers in der industriellen Anwendung kommt es zu zusätzlichen Änderungen der Eingangsparameter. Daher wurden sowohl frische, als auch wiederverwendete, sogenannte Mischpulver analysiert. Aufgrund der geringen Partikelgröße des Pulvers im L-PBF-Prozess (unter 60 µm) stehen verschiedene Analysemethoden zur Verfügung. In dieser Arbeit wurden einige Methoden angewandt, die die Pulverdichte, die Partikelgrößenverteilung sowie die chemische Zusammensetzung untersuchen. Zusätzlich wurden Zugproben und Dichtewürfel gefertigt und getestet, um Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften sichtbar zu machen. Die Aussagen dieser Arbeit sollen ein grundlegendes Verständnis der Einflüsse der Pulverlagerung und der Unterschiede durch das Pulveralter vermitteln. Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen sollen zukünftige Entscheidungen im Pulvermanagement fundiert getroffen werden, um höchstmöglichen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden.

AB - Additive Fertigungsverfahren bieten die Möglichkeit, hochkomplexe Bauteile mit optimaler Materialausnutzung herzustellen. Im Laser Powder Bed Fusion Prozess (L-PBF) wird metallisches Pulver mittels Laserstrahlung aufgeschmolzen, um schichtweise das finale Bauteil zu produzieren. Die Anwendungsbereiche dieser Bauteile erstrecken sich von Themen mit hoher Gestaltungsflexibilität wie der Medizintechnik über den Rennsport mit Leichtbauanwendungen bis hin zur Raumfahrt mit Hochtemperaturanwendungen. Aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen in all diesen Bereichen ist es von hoher Relevanz, das Rohmaterial zu verstehen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Aussagen über die Auswirkungen feuchter Pulverlagerung auf die Pulvereigenschaften sowie die Eigenschaften des fertigen Bauteils analysiert werden. Die untersuchten Werkstoffe sind die Titanlegierung Ti6Al4V sowie der austenitische Edelstahl 316L. Für die Analyse wurden möglichst realitätsnahe Umgebungsbedingungen eingestellt, um etwaige Qualitätsunterschiede festzustellen. Durch die Wiederverwendung des Pulvers in der industriellen Anwendung kommt es zu zusätzlichen Änderungen der Eingangsparameter. Daher wurden sowohl frische, als auch wiederverwendete, sogenannte Mischpulver analysiert. Aufgrund der geringen Partikelgröße des Pulvers im L-PBF-Prozess (unter 60 µm) stehen verschiedene Analysemethoden zur Verfügung. In dieser Arbeit wurden einige Methoden angewandt, die die Pulverdichte, die Partikelgrößenverteilung sowie die chemische Zusammensetzung untersuchen. Zusätzlich wurden Zugproben und Dichtewürfel gefertigt und getestet, um Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften sichtbar zu machen. Die Aussagen dieser Arbeit sollen ein grundlegendes Verständnis der Einflüsse der Pulverlagerung und der Unterschiede durch das Pulveralter vermitteln. Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen sollen zukünftige Entscheidungen im Pulvermanagement fundiert getroffen werden, um höchstmöglichen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden.

KW - Additive Manufacturing

KW - Laser Powder Bed Fusion

KW - Powder Characterization

KW - Powder humidity

KW - Additive Fertigung

KW - Laser Powder Bed Fusion

KW - Pulver Charakterisierung

KW - Pulverfeuchtigkeit

U2 - 10.34901/mul.pub.2024.088

DO - 10.34901/mul.pub.2024.088

M3 - Masterarbeit

ER -