Effiziente Pulverqualifizierung beim additiven Aufbau mittels LPA

Vorhabenbeschreibung:

Die Nachfrage nach additiven Fertigungstechnologien steigt kontinuierlich. Trotz stetiger Prozessoptimierungen treten jedoch oftmals schwankende Bauteilqualitäten auf. Besonders beim LPA-Prozess lassen sich diese nicht immer nur auf Prozessparameter zurückführen. Aus anderen Verfahren, wie dem pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen oder dem Thermischen Spritzen ist bekannt, dass schwankende Pulvereigenschaften sich negativ auf die Bauteilqualität auswirken. Um dem entgegenzuwirken wird eine Pulverqualifizierung empfohlen. Um diese, gerade für kmUs, möglichst effizient gestalten zu können, muss Wissen über die Korrelation von Pulvereigenschaften und Bauteilqualität vorherrschen. Aus diesem Grund wird in dem Forschungsvorhaben dieses Wissen für die additive Anwendung beim LPA erarbeitet. Auf Basis einer vollumfänglichen Pulvercharakterisierung werden hierzu Probenkörper mit unterschiedlichen Pulvereigenschaften aufgebaut. Betrachtet werden Partikelgrößenverteilung, Herstellverfahren, Feuchtigkeitsgehalt und Pulvermorphologie bei den Werkstoffen Inconel718, TiAl6V4 und 316L. Anschließend erfolgt eine Qualitätsprüfung hinsichtlich Dichte, Zugfestigkeiten und Fehlbildungen. Die Ergebnisse werden in Relation zu den Pulvereigenschaften gesetzt und Rückschlüsse auf signifikante Einflussfaktoren des Pulvers gezogen. Anschließend werden die Prüfmethoden nach Effizienz beurteilt und eine Richtlinie zur effizienten Pulverqualifizierung beim additiven Aufbau mittels LPA abgeleitet. Im letzten Schritt erfolgt eine Validierung der Erkenntnisse anhand eines Demonstrators. Der Fokus des Projektes liegt in der Auslegung einer Pulveranalyse mit möglichst geringen Kosten-Nutzen-Aufwand d.h. die Prüfung von Charakteristika geringem Einfluss auf die Bauteilqualität sollen vermieden werden, Messmethoden entsprechend nach Aufwand und Informationsgewinn beurteilt und so kmUs eine effiziente Vorgehensweise zur Pulverqualifizierung gegeben werden.