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Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Wednesday, September 16, 2020, Virtueller Raum 1 2:45 PM Moderne Fügetechnik einmal anders
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Title: |
Lösungsansätze und Verfahrenskonzepte zum laserbasierten Schmelzen von Glas
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Authors: |
Susanne Kasch* / Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH, Germany Thomas Schmidt / Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung, Deutschland Christiane Döhring/ Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung, Deutschland Fabian Eichler/ University of Applied Sciences Aachen, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Deutschland Laura Katharina Thurn/ University of Applied Sciences Aachen, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Deutschland
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Abstract: |
Die Prozesskette der additiven Fertigung mittels pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen wird im Vortrag anhand des Werkstoffes Glas vorgestellt. Um Bauteile und Komponenten prozesssicher anfertigen zu können, wurden neue Verarbeitungskonzepte untersucht und verschiedene Lösungsansätze erarbeitet. Gegenüber etablierten metallischen Werkstoffen unterscheidet sich die Materialklasse Glas wesentlich. Deshalb wurde in den Untersuchungen die Prozessführung an den Werkstoff Glas angepasst. Mit umfangreichen Parameterstudien anhand verschiedener Glaspulver wie Borosilikatglas und Quarzglas werden wissenschaftlich abgesicherte Ergebnisse zum Laserstrahlschmelzen von Glas vorgestellt. Ausgehend von der Bestimmung der Partikeleigenschaften mit verschiedenen Methoden werden umfassende Untersuchungen hinsichtlich des Aufschmelzverhaltens von Glas mittels Laserstrahlen dargestellt. Weiterhin wurde der Versuchsaufbau stetig an die Eigenschaften von Glas angepasst. Neben der Integration einer koaxialen Temperaturmessung und -reglung kommt dem Vorheizen der Bauplattform eine wesentliche Bedeutung zu. So ist es möglich, den Prozess des 3D-Druckens bei Transformationstemperatur der Gläser durchzuführen. Zur Verbesserung der Bauteileigenschaften wurde auch der Einfluss einer nachfolgenden Wärmebehandlung untersucht. Alle gesammelten Erfahrungen flossen in eine neue Versuchsanlage ein, die eine wesentlich bessere Erforschung des 3D-Druckens von Glas ermöglicht. Zuletzt erfolgten Untersuchungen zur Verbesserung der Oberflächenstruktur, der Bauteilgenauigkeit und der geometrischen Möglichkeiten anhand von dreidimensionalen Prüfkörpern. Der präsentierte Vortrag zeigt die Entwicklung der Forschungsarbeiten im 3D-Druck von Glas und gibt einen Einblick in die Maschinen- und Verfahrenstechnik. Abschließend werden aus den gesammelten Aspekten Anwendungsmöglichkeiten dargestellt.
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