EAN: 9783844090864

ENTWICKLUNG EINES VORGEHENS ZUR BEWERTUNG DER L...

Additive Fertigungsverfahren werden branchenübergreifend in der Kleinserienfertigung genutzt 
wobei das laserbasierte Pulverbettschmelzen metallischer Werkstoffe im Fokus der industriellen
Anwendung steht. Während die Qualität sicherheitskritischer Bauteile derzeit durch zeit- und
kostenintensive Prüfverfahren sichergestellt werden  bietet der schichtweise Aufbau der
Bauteile  kombiniert mit prozessparallelen Überwachungssystemen das Potential der direkten
Qualitätsbewertung. Die Bewertung der Schmelzbaderstarrung als maßgebliche Ursache für die
resultierende Mikrostruktur stellt aktuell eine Forschungslücke dar. Das Ziel dieser Arbeit ist
es  ein Prozessüberwachungskonzept zu entwickeln  das die lokale Bewertung der Erstarrung und
folgend eine Abschätzung der Mikrostruktur ermöglicht. Hierfür wird eine
Hochgeschwindigkeitskamera genutzt  welche die Prozesszone um das Schemelzbad detektiert.
Basierend auf charakteristischen Intensitätswerten  welche die Phasenübergänge fest-flüssig und
flüssig-gasförmig beschreiben  wird die Erstarrungslänge ermittelt. Durch die bekannten
Temperaturen der Phasenübergänge wird zudem der Tempera-turgradient bestimmt. Die Einflüsse von
Prozessparametern  der Position auf der Bauplattform sowie der Scanvektorrichtung werden in die
Auswertung einbezogen. Abschließend wird ein lineares Regressionsmodell  mit den
Er-starrungsbedingungen als Eingangsgrößen  zur Abschätzung des mittleren Korndurchmessers
entlang der Schmelzbahn entwickelt. Das entwickelte Vorgehen eröffnet neue Möglichkeiten in der
Bewertung von Erstarrungsbedingungen und der lokalen Mikrostruktureigenschaften  welche die
industriellen Herausforderungen in der Qualitätssicherung durch prozessparallele
Überwachungssysteme und der Prozesszertifizierung adressieren.

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