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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Tuesday, September 18, 2018, Alfred-Colsman-Saal 12:00 PM
Additive Fertigung III
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| Title: |
Prognose der Oberflächenbeschaffenheit für die additive Fertigung mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen
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| Authors: |
Angelina Marko* / Fraunhofer Institut IPK, DE
Torsten Petrat / Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK , Deutschland
Benjamin Graf/ Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Deutschland
Michael Rethmeier/ Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM, Deutschland
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| Abstract: |
In den letzten Jahren hat vor allem die Nachfrage nach additiven Fertigungstechnologien und Reparaturverfahren für hochfeste Werkstoffe einen starken Aufschwung erlebt. Ein Verfahren, welches sich neben der Herstellung von Beschichtungen besonders für diese Anwendungen eignet, ist das Laser-Pulver-Auftragschweißen. Es wird besonders für Reparaturen bzw. zur Herstellung von teuren Bauteilen, wie Werkzeugen oder Turbinenteilen, eingesetzt. Da diese Teile oft großen mechanischen sowie thermischen Belastungen ausgesetzt sind, ist es besonders wichtig, dass die erzeugte Struktur eine hohe Qualität aufweist. So gilt es zu verhindern, dass durch falsche Parameterkombinationen fehlerhafte Anbindungen entstehen. In dieser Arbeit wird die statistische Versuchsplanung genutzt, um Modelle für die Oberflächenbeschaffenheiten von Inconel 718 zu generieren. Als Grundlage dient hierbei ein zentral zusammengesetzter Versuchsplan mit großem Parameterfenster. So wird die Leistung zwischen 550 Watt und 1950 Watt, der Vorschub von 530 mm/min bis 920 mm/min, der Pulvermassenstrom von 3 g/min bis 12 g/min sowie der Spotdurchmesser von 1 mm bis 2 mm variiert. Auf diese Weise wird die Spurgeometrie beeinflusst. Darüber hinaus wird das Überlappungsverhältnis zwischen 20% bis 60 % verändert. Die Auswertung der Oberflächenbeschaffenheit erfolgt mit dem Konfikalmikroskop Alicona InfiniteFocus. Dieses Verfahren der 3D Mikroskopie gewährleistet eine zuverlässige Auswertung der Spurgeomtrie, der Welligkeit sowie die Messung der mittleren arithmetischen Höhe Sa zur Bestimmung der Oberflächenrauheit. Die generierten Modelle werden verifiziert und stehen als Prognosewerkzeug für künftige Anwendungen zur Verfügung. Ziel dabei ist es, eine Datenbank aufzubauen und kostenintensive Vorversuche in Zukunft einzusparen. Darüber hinaus wird das Prozessverständnis erweitert und signifikante Einflussfaktoren identifiziert.
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