Einfluss von Werkstoff, Prozessführung und Wärmebehandlung auf das bruchmechanische Verhalten von Laserstrahlschmelzbauteilen

Autor*innen

• Andre Riemer

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Laserstrahlgeschmolzene Bauteile bieten vielversprechende Zukunftsperspektiven, erfordern jedoch ein Verständnis ihres Verhaltens unter statischer und schwingender mechanischer Belastung. Diese Arbeit führt bruchmechanische Untersuchungen von zwei Werkstoffen des Laserstrahlschmelzprozesses durch, wobei der Fokus auf dem Rissausbreitungsverhalten liegt. Zunächst wird ein bruchmechanischer Vergleich der Werkstoffe angestellt. Anschließend wird der Einfluss von Prozessparametern auf die bruchmechanischen Materialkennwerte analysiert. Zudem wird der Anisotropiegrad anhand verschiedener Anordnungsvarianten von Aufbaurichtung und Initialrissrichtung untersucht. Die Materialkenndaten werden durch verschiedene Wärmebehandlungsverfahren optimiert, was zu Materialkennwerten führt, die mit konventionell hergestellten Werkstoffen vergleichbar sind. Dies ermöglicht die Herstellung filigraner Strukturen mit hochwertigen Werkstoffeigenschaften. Der Einfluss der Wärmebehandlung auf die Lebensdauer laserstrahlgeschmolzener Komponenten wird durch numerische Risswachstumssimulationen verdeutlicht. Zum Abschluss werden die Vorteile des Laserstrahlschmelzprozesses anhand einer individualisierten, optimierten Fahrradtretkurbel in Bezug auf Festigkeit und Leichtbau präsentiert.

• Sprache: Deutsch
• Erscheinungsdatum: 2015