Abstract No.:	6948
Scheduled at:	Thursday, September 16, 2021, Konferenzraum D/E 3:45 PM Additive Fertigung - Pulverbettverfahren
Title:	Heißrissvermeidung in der laser- und pulverbettbasierten additiven Fertigung von AlMg4,5Mn0,7 durch Zumischung von AlSi10Mg
Authors:	Constantin Böhm* / Universität Stuttgart, Materialprüfungsanstalt, Deutschland Moritz Käß / Universität Stuttgart, Materialprüfungsanstalt, Deutschland Martin Werz/ Universität Stuttgart, Materialprüfungsanstalt, Deutschland Stefan Weihe/ Universität Stuttgart, Materialprüfungsanstalt, Deutschland
Abstract:	Das Leichtbaupotenzial von Aluminiumlegierungen kann in der laser- und pulverbettbasierten additiven Fertigung (SLM/LPBF) nicht vollständig ausgenutzt werden, da die Werkstoffauswahl auf einige wenige Aluminiumlegierungen mit limitierten mechanisch-technologischen Eigenschaften begrenzt ist. Ein zentrales Hindernis dafür stellt die Heißrissanfälligkeit dar, die die Verarbeitbarkeit auf die aktuell verwendeten Pulverwerkstoffe AlSi12 und AlSi10Mg weitestgehend beschränkt. In dieser Studie wurde eine als schweißbar bewerteter Pulverwerkstoff (AlMg4,5Mn0,7 bzw. EN AW-5083) mittels des LPBF-Verfahrens mit unterschiedlichen Prozessparametern verarbeitet und metallographisch auf Heißrisse untersucht. Die Schliffe zeigten Heißrisse (Risslänge größer als 200 µm) parallel zur Aufbaurichtung. Die Auswertung der Prozessparametereinflüsse auf die Heißrissanfälligkeit deuten darauf hin, dass die Heißrisse durch die Variation der Leistung (150-325 W), der Scangeschwindigkeit (500-1500 mm/s) und des Fokusdurchmessers (100-200 µm) kaum beeinflusst werden können. In einem weiteren Experiment zur Vermeidung von Heißrissen wurde ein Ansatz aus dem Schmelzschweißen gewählt: die gezielte metallurgische Veränderung des Ausgangswerkstoffes durch einen Zusatzwerkstoff. Zwei unterschiedliche Pulvermischungen aus AlMg4,5Mn0,7 und AlSi10Mg wurden basierend auf der Berechnung des Heißrisskriteriums nach Kou hergestellt und experimentell untersucht. Durch den Zusatzwerkstoff konnte die Ausbildung der Heißrisse über das gesamte Parameterfeld bei beiden Pulvermischungen verhindert werden. Die vorgestellte Studie zeigte, dass die mechanische Zumischung von Pulverwerkstoffen und die Abschätzung der Heißrissanfälligkeit über ein Heißrisskriterium ein mögliches Konzept ist, um effektiv, kostengünstig und schnell Pulverwerkstoffe für das LPBF-Verfahren zu optimieren. Für die zukünftige Anwendung des vorgestellten Konzeptes wird die Anwendbarkeit von weiteren Heißrisskriterien geprüft.

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