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Simon Löhe
Leitung Labor-Services München

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Robert Mertel
Experte metallische Werkstoffe & Schadensanalyse

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Additive Fertigung

Verfahren

Es gibt zahlreiche etablierte Verfahren zur additiven Fertigung. Je nach Werkstoff, Bauteil und Anwendung gilt es hier die sinnvollste Variante auszuwählen. Bei allen Varianten ist der schichtweise Aufbau aus einem oder mehreren Werkstoffen das Kennzeichen des Fertigungsverfahrens:

  • Selective Laser Melting (SLM)
  • Metall-Pulver-Auftragsverfahren (MPA)
  • Direct Metal Laser Sinter Verfahren (DMLS)
  • Elektronen-Strahlschmelzen (Electron Beam Melting = EBM)
  • Laser-Sintern (LS)
  • Laser-Strahlschmelzen (Laser Beam Melting = LBM)
  • Fused Layer Modelling/Manufacturing (FLM)
  • Fused Filament Fabrication (FFF)
  • Multi-Jet Modelling (MJM)
  • Poly-Jet Modelling (PJM)
  • Layer Laminated Manufacturing (LLM)
  • Metal Laminated Tooling (MELATO)
  • Continuous Liquid Interface Production (CLIP)

Pulveranalytik

Die Eigenschaften des Pulvers sind von entscheidender Bedeutung für das spätere Bauteil. Wichtige Parameter sind dabei die Partikelgrößenverteilung, die Partikelmorphologie, der Gasgehalt des Pulvers sowie die chemische Zusammensetzung. Gibt es Abweichungen bei diesen charakteristischen Kenngrößen kann es im Prozess beispielsweise zu einer erhöhten Porosität oder Oberflächenrauheit kommen. Die GWP kann Ihnen mit Ihren Kooperationslaboren eine umfangreiche Analyse Ihres Pulvers bieten.

Oberflächenanalytik

Die Oberfläche hat hohen Einfluss auf die Optik sowie die Lebensdauer bei dynamischer Belastung. Die GWP kann durch bei Ihren Bauteilen u.a. die Rauheiten (Rz, RA, etc.), die Oberflächenmorphologie, Farbe und Glanz messen und analysieren.

Mechanische Prüfungen

Diemechanischen Eigenschaften nach dem Aufbau oder der abschließenden Wärmebehandlung bestimmen die Lebensdauer des Bauteils. Die GWP kann für Sie in statischen Zugversuchen und dynamischen Belastungstest geeignete Kennwerte messen und einordnen. Wichtige Punkte sind hier die Richtungsabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften sowie der Oberflächeneinfluss auf die dynamischen Eigenschaften. Gerne beraten wir Sie hier in der Auswahl geeigneter Probenpositionierung und Testverfahren und führen die Untersuchungen für Sie durch.

Metallographische Untersuchungen

Mittels metallographischer Untersuchungen additiv gefertigter Bauteile lassen sich charakteristische Kenngrößen, wie die Schmelzbadbreite und -tiefe ermitteln. Des Weiteren lassen sich Poren, Oxide oder Bindefehler sichtbar machen. Beim Schichtaufbau durch den DMLS-Prozess kommt es zu einem epitaktischen Wachstum der Schichten. D.h. die Kornorientierung setzt sich über Schmelzbadgrenzen hinweg fort.

REM-Aufnahme von Pulver für additive Fertigung
REM-Aufnahme von Pulverpartikeln für die additive Fertigung
Additive Fertigung Metallographie Korngrenzen Schmelzbad
Metallographische Untersuchung an additiv gefertigtem Bauteil
 Rasterelektronenmikroskopie Additive Fertigung Schmelzbad
REM-Aufnahme der Schmelzbadgrenzen und Korngrenzen (KG) im Gefüge
REM-Aufnahme von nicht aufgeschmolzenem Pulver
REM-Aufnahme von nicht aufgeschmolzenem Pulver an der Oberfläche
Additive Fertigung Pulveranalytik Partikelgrößenverteilung
Pulveranalytik: Partikelgrößenverteilung
Additive Fertigung Mechanische Prüfung Zugversuche
Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines additiv gefertigten Bauteils
Mikrohärteprüfung nach Vickers an einem Pulver-Partikel
Mikrohärteprüfung nach Vickers an einem Pulver-Partikel

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