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Monday, September 19, 2016, Händelsaal 11:30 AM Additive Fertigung |
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Additive Fertigung von 3D-Verbundstrukturen mittels MSG-Schweißen |
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Yarop Ali* / TU Ilmenau, Deutschland Daniel Steinerstauch / TU Ilmenau/ Fertigungstechnik, Deutschland Karsten Günther/ TU Ilmenau/ Fertigungstechnik, Deutschland Philipp Henckell/ TU Ilmenau/ Fertigungstechnik, Deutschland Jean Pierre Bergmann/ TU Ilmenau/ Fertigungstechnik, Deutschland |
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Die additiven Fertigungsverfahren gewinnen aufgrund ihrer schnellen und wirtschaftlichen Herstellung von Bauteilen mehr und mehr Interesse in der Industrie. Dabei ist die Flexibilität zur Erfüllung der Kundenwünsche bei der Kleinserien- bzw. Sonderfertigung von großer Bedeutung. Mit den bisher etablierten generativen Fertigungsverfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen, wie z.B. dem selektiven Lasersintern, lassen sich aufgrund der geringen Aufschmelzraten nur kleinvolumige Werkstücke wirtschaftlich anfertigen. Gegenstand der jüngsten Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten ist es, geeignete generative Fertigungsverfahren für großvolumige Bauteile zu etablieren. In diesem Zusammenhang wurde dem Metall-Schutzgas-Schweißen als additives Herstellungsverfahren bislang nur eine geringfügige Bedeutung beigemessen. Jedoch ergeben sich im Vergleich zu laserbasierten Verfahren deutliche wirtschaftliche Vorteile. Zu nennen sind die wesentlich geringeren Anlagenkosten im Vergleich zu laserbasierten Technologien, geringere Sicherheitsanforderungen und die Möglichkeit großvolumige Bauteile herzustellen aufgrund von Abschmelzleistungen von bis zu ca. 5 kg/h. Unklar sind bislang die sich ergebenden werkstofftechnischen Eigenschaften bei der additiven Bauteilherstellung mittels MSG-Verfahren. Dies betrifft sowohl monolithische Strukturen aus auch Materialverbunde. In dieser Studie wurde die Herstellung generativer Bauteile mit Hilfe der geregelten, energiereduzierten Kurzlichtbogentechnologie untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei vor allem in der Erzeugung von belastungsangepassten und partiell verschleißfesten Verbundstrukturen aus Metall. Das Ziel war dabei, die Herstellbarkeit derartiger Verbundstrukturen zu untersuchen und deren werkstofftechnische zu charakterisieren. In diesem Zusammenhang wurde im Rahmen dieser Arbeit der Einfluss der Prozessparameter auf das Temperatur-Zeit-Regime, das Gefüge, die mechanisch- technologischen Werkstoffeigenschaften und die erreichbare Endkonturnähe untersucht. In der Gänze konnte anhand der Untersuchungsergebnisse abschließend ein Prozessparameterfenster definiert werden, mit welchem es unter Berücksichtigung der einzuhaltenden Restriktionen möglich ist, solche Verbundstrukturen aus Metall generativ mit der MSG-Technologie herzustellen. |