Einfluss- und Sensitivitätsanalyse im SLM Prozess

Arbeitspaket	Einfluss und Sensitivitätsanalyse im SLM Prozess
Konsortialpartner	FHWS, Toolcraft

🛈❬Der folgende Text stammt aus dem Dokument „Langfassung_Zwischenbericht_VALDAD_2021.pdf“.❭‎
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Im Arbeitstreffen mit Toolcraft wurde über einen geplanten Druckjob (gleiches Bauteil, gleiches Material, unterschiedlichen Anlagen) diskutiert. Hierbei stand das Thema Oberflächenrauheit und die Einflüsse darauf im Vordergrund. Daher sollte von einem strömungstechnischen Bau- teil die Geometrie bzw. die Bauteilorientierung verändert werden, um einen Vergleich und eine Untersuchung von Einflussfaktoren zu ermöglichen (Abbildung 2).

🚧 ❬Abbildung 2 einfügen.❭

Aufgrund von unterschiedlichen Maschinenrandbedingungen, wie unterschiedliches Material, konnte der Untersuchungsansatz mit einem Bauteil, welches der realen Anwendung nahe kommt, nicht weiterverfolgt werden. Um die Untersuchung dennoch durchzuführen wurde aus diesem Ansatz ein Design of Expe- riment (DoE) durchgeführt und abstrahierte Bauteile erstellt. Ein weiterer Hintergrund für diese Untersuchung war, zu erkennen bzw. zu messen, wann das Bauteil niO bzw. iO ist. Abbildung 3 zeigt mögliche Einflussgrößen, welche steuerbar und nicht steuerbar sind und sich damit auf die Bauteilqualität des gedruckten Teils ausüben.

🚧 ❬Abbildung 3 einfügen.❭

Der Hatch-Abstand, die Scangeschwindigkeit, die Laserleistung und die Position auf der Bau- plattform (x/y) wurden als veränderliche Parameter für das Design of Experiment genommen. Tabelle 1 gibt eine Übersicht über die Einstellungswerte für das DoE. Mit diesen Parameter- einstellungen soll am Ende die relative Dichte, Härte und Oberflächenrauheit gemessen wer- den.

🚧 ❬Tabelle 1 einfügen.❭

Bei den zu druckenden Bauteilen wurde ein Ikosaeder (20-Flächer) gewählt. Hintergrund hier- für ist, dass somit auch die verschiedenen Flächenausrichtungen zur Schutzgasströmungs- richtung, der Recoater-Richtung sowie die Position auf der Bauplattform untersucht werden können. Abbildung 4 gibt die Position der Ikosaeder auf der Bauplattform in der Software an und zeigt eine Aufnahme nach dem Druck.

🚧 ❬Abbildung 4 einfügen.❭

Es wurden insgesamt 27 Ikosaeder mit unterschiedlichen Parametern gedruckt. Das Ergebnis war, dass 26 Würfel iO waren. Ikosaeder Nummer 19 mit der höchsten Laserleistung und der niedrigsten Scangeschwindigkeit und dem niedrigsten Hatch-Abstand war niO. Die Orientie- rung von allen Ikosaedern war gleich. Von den insgesamt 20 Flächen konnten aber nur 18 Flächen genutzt werden, da jeweils eine Fläche für den Support und eine andere Fläche für die Ikosaeder-Beschriftung benötigt wurden. Aktuell werden die Messungen für die Oberflä- chenrauheit, der relativen Dichte und der Härte im Labor Maschinenbau durchgeführt und ste- hen noch nicht zur Verfügung. Sobald die Messergebnisse ausgewertet sind ist eine Veröf- fentlichung zu diesem Thema geplant.