Oberflächeneigenschaften bei Laserschmelzen von Metallpulvern

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Oberflächeneigenschaften bei Laserschmelzen von Metallpulvern

Um die Qualität des gefertigten Bauteils festzustellen ist eine Untersuchung und Beurteilung der Oberfläche notwendig.

Hintergrund und Herausforderung

Mit dem Projektpartner toolcraft wurde ein Arbeitstreffen für eine offene Diskussion über das Thema Oberflächenqualität angesetzt. Hierbei standen bei toolcraft strömungstechnische Bauteile im Fokus, mit dem Ansatz, die Geometrie dieser zu verändern um auch feinere Strukturen untersuchen zu können. Geplant war hierbei zwischen den Projektpartner FHWS und toolcraft ein Druckjob, mit dem gleichen Bauteil und dem gleichen Material aber mit zwei unterschiedlichen Anlagen. Dieses Vorhaben konnte aufgrund von unterschiedlichen Materialhandhabungen nicht durchgeführt werden. Dennoch konnten die Erkenntnisse aus diesem Gespräch in Form eines weiteren Ansatzes verwertet werden. Da immer noch im Fokus stand, wann ein Bauteil als gut bzw. schlecht eingegliedert wird wurde die Methodik des Design of Experiments herangezogen.

Design of Experiment

[....Einleitungssatz...]. Die Design of Experiment Matrix (DoE-Matrix) ermöglicht pro unveränderten Prüfkörper verschiedene Einstellungsparameter miteinander zu kombinieren. In diesem Untersuchungsrahmen wurden folgende Parameter festgelegt:

  • Hatch-Abstand
  • Scangeschwindigkeit
  • Laserleistung
  • Position auf der Bauplattform (x/y)

Um die Qualität der Oberfläche nach dem Druckjob bewerten zu können werden folgende Messungen durchgeführt:

  • relative Dichte
  • Härte
  • Oberflächenrauheit


Vorgehen

Untersuchungsobjekt - Ikosaeder

Bei dem Prüfkörper handelt es sich um einen sogenannten Ikosaeder. Dieser hat insgesamt 20 Flächen mit gleichseitigen Dreiecken. Es wurde sich hierfür entschieden um so verschiedene Orientierungen aufgrund der Vielzahl an Flächen auf der Bauplattform und zum Recoater untersuchen zu können. Hierbei kann abgeleitet werden, wie die Orientierung eines Bauteils Einfluss auf die Qualität des gedruckten Teils hat.


Messungen

Messung der relativer Dichte, Härte und Oberflächenrauheit zur Bestimmung der Qualität


Auswertung

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