Ermittlung der Schutzgaswirkung in Bezug auf die mech.-techn. Eigenschaften bei der Herstellung von Titanbauteilen mittels richtungsunabhängigem Draht-LAM unter Anwendung unterschiedlicher Atmosphärenschutzsysteme

Vorhabenbeschreibung:

Ziel ist die Entwicklung des richtungsunabhängigen, drahtbasierten Laser Additive Manufacturing Verfahren Draht-LAM (auch Laser-Draht-DED Verfahren genannt) für den Aufbau von Bauteilen aus Ti-6Al-4V sowie die Untersuchung zur Schweißbarkeit dieser Bauteile mittels Elektronenstrahlschweißens (EBW). Eine zentrale Fragestellung ist hierbei, welche Schutzgasatmosphäre erforderlich ist, um die geforderten technologischen Eigenschaften zu erzielen. Bei Schweißungen an Titanwerkstoffen kann aufgrund der großen Reaktivität der Werkstoffe mit Sauerstoff und Stickstoff nur unter besonderen Schutzatmosphären gearbeitet werden. Als Schutzgassysteme werden lokale Abschirmungen durch Düsen, Schutzgaszellen und eine Vakuumkammer (mit zusätzlichem Schutzgasstrom) untersucht. Nach Adaption der Ringfokusoptik an die Gegebenheiten wird der Einfluss der Schutzgaskonzepte auf das Draht-LAM und den Schweißprozess und der daraus resultierenden Gefüge- und Bauteileigenschaften untersucht. Die Oxidation ist dabei direkt von der eingebrachten Wärme, dem Schutzgas/der Atmosphäre und den Abkühlraten der Bauteile abhängig. Mit den hier untersuchten Verfahren können Titanbauteile auftraggeschweißt, repariert oder gefügt werden. Durch die Kombination von additiver Fertigung (AM) mit konventionellem Verbindungsschweißen können Bauteile auch als Hybride hergestellt werden. Dazu soll im Projekt untersucht werden, wie konventionell und additiv gefertigte Bauteile miteinander verschweißt werden können und welche Einflüsse das Schweißen auf die Materialeigenschaften und Gefügestruktur hat. Für KmUs soll es anhand der Ergebnisse und eines Wirtschaftlichkeitsvergleichs möglich sein, das beste und wirtschaftlichste Verfahren auszuwählen. Das generierte Wissen soll neben dem Austausch mit dem PA und Veröffentlichungen durch die Überarbeitung des DVS-Merkblattes 2713 sowie der DIN SPEC 17071 in die Industrie transferiert werden.