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Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Tuesday, September 17, 2019, Saal 5 9:30 AM Additive Manufacturing
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Title: |
Machbarkeitsvalidierung multimaterieller Bauweisen in der additiven Fertigung
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Authors: |
Marcel Leicher* / Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren, Deutschland Christian Poser / Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren, Deutschland Kai Treutler/ Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren, Deutschland Swenja Kamper/ Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren, Deutschland Volker Wesling/ Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren, Deutschland
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Abstract: |
In aktuellen Fertigungsprozessen werden viele Bauteile noch aus dem Vollen gefräst. Es ist jedoch eine stetig steigende Bedeutung an einem ressourceneffizienten und nachhaltigen Umgang mit Rohstoffen zu verzeichnen. Generative Fertigungsverfahren, wie z.B. das Wire Arc Additive Manufactuting (WAAM), ermöglichen eine effizientere Nutzung von Werkstoffen. Vor allem die Herstellung metallischer Strukturen stellt dabei besondere Herausforderungen, wie z.B. die Verbindung unterschiedlicher Werkstoffe miteinander. Im Folgenden Ansatz sollen im übertragenen Sinne verschiedene Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem Bauteil kombiniert werden, um somit gezielt neue Bauteileigenschaften zu erzeugen. Dabei ist der Grundgedanke die mikroskopischen Gefügemorphologie eines Duplex- bzw. Dualphasengefüges in abgewandelter Form in die makroskopische Ebene zu überführen. Ziel ist es Werkstoffe unterschiedlicher Gittermodifikationen miteinander kombinieren zu können und die positiven Eigenschaften aus beiden Bereichen auszunutzen. Es sollen so hohe Zugfestigkeiten bei gleichzeitig guter Verformbarkeit erzielt werden. Für die Untersuchung wurde ein Probenkörper aus einer weichen Austenit Matrix erstellt, mit einem prozentualen Gefügeanteil von 75%. In diese Matrix ist ein hochfester ferritisch/martensitischer Werkstoff inselförmig eingelagert. Der Probenkörper wurde dabei mit einer definierten Schweißreihenfolge erstellt. Durch die Schweißlagen wurde das Prüfstück bewusst anisotrop gefertigt, um dessen Eigenschaften quantifizieren zu können. Um die richtungsabhängigen Werkstoffwerte bestimmen zu können wurden Zugproben in unterschiedlicher Ausrichtung entnommen. Wie sich durch die Ergebnisse belegen lässt, ergibt sich durch die Anwendung von Schweißprozessen, mit unterschiedlichen Materialien, bei der generativen Fertigung ein anisotropes Verhalten. Im Hinblick auf die Zugfestigkeit und die Dehnung ergibt sich ein integraler Wert der mechanisch-technologischen Eigenschaften beider Grundwerkstoffe. Die vorhandene Anisotropie kann im Hinblick auf die Konstruktion ausgenutzt werden, indem die Ausrichtung der Schweißlagen der Belastung angepasst wird.
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