Untersuchungen zur thermischen Nachbehandlung generativ gefertigter Bauteile

Vorhabenbeschreibung:

Die generative Fertigung, insbesondere das Laserstrahlschmelzen, bietet sehr hohes Potential zur Fertigung komplexer, funktionsoptimierter metallischer Produkte. Durch die Schichtbauweise besitzen die gefertigten Produkte allerdings anisotrope Materialeigenschaften. Darüber hinaus wird der Laserprozess mit sehr hohen Temperaturgradienten durchgeführt, was wiederum zu fertigungsspezifischen Bauteileigenschaften (u. a. Eigenspannungen) führt. Die Wärmebehandlung im Anschluss an den Laserstrahlschmelzprozess bietet die Möglichkeit, Einfluss auf die Bauteileigenschaften zu nehmen. Jedoch sind die aktuell für konventionell gefertigte Bauteile vorhandenen Wärmebehandlungsvorschriften nur bedingt auf die generativen Fertigungsverfahren zu übertragen. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung und Erprobung spezifischer Wärmebehandlungen für laserstrahlgeschmolzene Bauteile aus der Aluminiumgusslegierung AlSi10Mg und dem aushärtbaren martensitischen Stahl 1.4542 (17-4PH), um gezielt mechanische Eigenschaften einstellen zu können und Eigenspannungen optimal abzubauen. Dabei wird der Einfluss des Schichtbauprinzips systematisch experimentell untersucht. So werden im Rahmen des Projektes Probekörper aus AlSi10Mg und 17-4PH durch Laserstrahlschmelzen gefertigt, wärmebehandelt und abschließend werkstoffkundlich analysiert. Durch systematische Versuchsplanung gilt es, die Wechselwirkungen zwischen Strahlschmelzen, Wärmebehandlung und den resultierenden Materialeigenschaften aufzuzeigen. Auf Basis dieser wissenschaftlichen Vorgehensweise werden spezifische Wärmebehandlungsvorschriften für laserstrahlgeschmolzene Bauteile aus AlSi10Mg und 17-4PH abgeleitet, welche einen direkten industriellen Nutzen darstellen.