Effizienzsteigerung im LPBF-Prozess und Erweiterung der prozessierbaren Pulverwerkstoffe mittels vibrationsangeregtem Pulverauftragswerkzeug

  Original Pulverauftragswerkzeug und schwingungsangeregtes Pulverauftragswerkzeug Urheberrecht: © IWM

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Siyuan Qin © Urheberrecht: IWM

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Siyuan Qin

Gruppe Prozesstechnologie

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Motivation

Aufgrund der hohen Anforderungen an die Fließfähigkeit kommt für das LPBF-Verfahren nur das gaszerstäubte Pulver in Frage. Die am häufigsten verwendete Zerstäubungsmethode für die Herstellung von Pulverwerkstoffen ist jedoch die Wasserverdüsung, die einen deutlich niedrigeren Preis (bis zu 50 %) als die Gasverdüsungsmethode hat. Außerdem beeinflusst das Pulverstreuverfahren die LPBF-Bearbeitungszeit und die Qualität der Bauteile. In diesem Projekt wird ein Pulverstreuwerkzeug entwickelt, um die Verwendung von wasserverdüstem Pulver für den LPBF-Prozess zu realisieren.

Zielsetzung

  • Entwicklung eines Prototyps eines ultraschallangeregten Pulverauftragswerkzeugs
  • Verbesserung der Pulverauftragsgeschwindigkeit um das 2-3-fache bei gleichbleibender Dichte und mechanischen Kennwerten der aufgebauten Proben für konventionelles gaszerstäubtes 316L-Pulver durch den Einsatz des ultraschallsimulierten Pulverabstreifers
  • Verarbeitung von schlecht fließfähigem, wasserverdüstem 316L Pulver mittels Ultraschallanregung des Pulverauftragswerkzeugs ohne Verringerung der Dichte und der mechanischen Kennwerte der hergestellten Proben
  • Effizienzsteigerung des LPBF-Verfahrens durch eine Kombination aus gesteigerter Pulverauftragsgeschwindigkeit und damit verringerten Nebenzeiten und der Verarbeitbarkeit von kostengünstigeren, wasserverdüsten Pulverwerkstoffen

Projektinhalte

  • Entwicklung ultraschallangeregter Pulverauftragseinheit und Modifikation Prüfstand für Schichtqualität
  • Verarbeitung von Pulver unter der Variation von Pulverauftrag- und Verfahrensparametern
  • Werkstoffcharakterisierung und Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
  • Übertragung des ultraschallstimulierten Pulverbeschichters auf ein kommerzielles LPBF-System und Aufbau eines vom PbA bereitgestellten Demonstrators

Projektpartner

  • Fraunhofer ILT Aachen
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Fördernummer: 21573 N