Abstract No.:
5895

 Scheduled at:
Monday, September 17, 2018, Hugo-Eckener-Saal 12:00 PM
Additive Fertigung I


 Title:
Lichtbogenbasierte Additive Fertigung: Modellierung der Bauteileigenschaften

 Authors:
Philipp Henckell* / Technische Universität Ilmenau / Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland
Yarop Ali / TU Ilmenau / Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland
Jean Pierre Bergmann/ TU Ilmenau / Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland

 Abstract:
Die additive Fertigung mit lichtbogenbasierten Schweißprozessen bietet eine kostengünstige und flexibel einsetzbare Möglichkeit der individuellen Herstellung von metallischen 3D-Strukturen. Insbesondere das Metall-Schutzgas-Schweißen (MSG) zeichnet sich für die Fertigung großvolumiger Bauteile durch Aufbauraten von bis zu 5 kg/h aus. Hierbei wird die Verarbeitung unterschiedlichster Werkstoffe durch die Zufuhr von Draht ermöglicht. Während des lagenweisen Aufbauprozesses besteht die größte Herausforderung jedoch im hohen und periodisch wiederkehrenden Wärmeeintrag auf bereits aufgetragene Lagen. Dabei führt die Änderung der Bauteiltemperatur einerseits zu einer Beeinflussung der geometrischen Lageneigenschaften. Andererseits findet eine Beeinflussung der Gefügeeigenschaften (z.B. Grobkornbildung an unlegiertem Stahl) statt, wodurch mechanisch-technologische Eigenschaften negativ beeinflusst werden.
Dieser Beitrag zeigt die Korrelation von Wärmeeintrag und resultierendem Gefüge bei der additiven Fertigung mittels MSG-Prozess. Hierbei erfolgt die Betrachtung von unlegiertem Stahl sowie hochlegiertem rostfreiem Stahl anhand unterschiedlicher T-t Regime. Neben der Analyse der Streckenenergie (Schweißstrom, -spannung, Vorschub) erfolgt die inline Prozesskontrolle über Temperaturmessungen mittels Thermoelementen sowie dem Einsatz von IR Kameratechnik. Die in Abhängigkeit des Wärmeeintrages erzeugten Bauteileigenschaften werden anhand von metallografischen Schliffbildern und der mechanischen Bauteilprüfung in Form von Härtemessungen, Zug- und Kerbschlagbiegeversuchen analysiert. Fortführend können die Ergebnisse für den wirtschaftlichen Einsatz der lichtbogenbasierten additiven Fertigung mit gezielter Einstellung der Bauteileigenschaften angewandt werden.


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