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Untersuchung der Strukturauflösung beim Lasermikrosintern unter Variation der Pulverkorngröße
(2018)
In dieser Arbeit wird die Verkleinerung von Strukturen auf eine Zielgröße von 15 µm beim Mikrosintern untersucht. Es erfolgt ein Vergleich der Skalierbarkeit der Strukturen durch Verkleinerung des Fokusradius von 11,6 µm auf 7,3 µm. Untersucht wird die Prozesseignung von Edelstahlpulver 316L D80 < 5 µm im Vergleich zu D90 < 10 µm. Die Beurteiung erfolgt durch Vergleich an in bisherigen Untersuchungen festgestellten und aus theoretischen Betrachtungen erwarteten Eigenschaften und den in dieser Versuchsreihe erzielten Ergebnissen. Die 10 µm – 16 µm breiten Strukturen werden auf ihre Oberflächenbeschaffenheit und mit Metallografie der Gefügeaufbau untersucht. Mittels Varianzanalyse (ANOVA) wird der Einfluss der Bearbeitungsstrategien auf signifikante Eigenschaftsänderungen der Strukturen untersucht.
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung des Pulveraufzugs am Ringrakelsystem für das Fertigungsverfahren des Lasermikrosinterns. Zu Beginn werden drei verschiedene Metallpulver charakterisiert und bzgl. des Aufzugsverhaltens bewertet. Zu Anwendung kommen beispielsweise die Untersuchung der Kompressibilität und Fließfähigkeit. Anschließend erfolgen Untersuchungen bzgl. der Abhängigkeiten der Prozessparameter. Zu diesen zählen u.a. die Rakelgeschwindigkeit, aber auch die Oberflächenstrukturen der verwendeten Komponenten. Zum Schluss soll es mit Hilfe der Erkenntnisse möglich sein, eine Optimierung des Pulveraufzugs bzgl. der Generierung höherer Bauraten zu erreichen.
Untersucht wird dieMöglichkeit, künstliches und aus echten Zähnen hergestelltes Hydroxylapatit mit einem gepulsten Laser der Wellenlänge 355 nm zu sintern. Einsatzgebiet könnte die Fertigung maßgerechter Zahn- und Knochenprothesen sein, deren Eigenschaften nahe an die der natürlichen Knochen oder Zähne heran kommen. Nach Vorstellung der verfahrens- und werkstoffseitigen Grundlagen sowie der verwendeten Geräte und Materialien wird zunächst die Herstellung von Zahnpulver aus echtem Zahnmaterial untersucht. Themenschwerpunkte dabei sind die Herstellung einer geeigneten Menge an hinreichend feinem Material, sowie die Aufbereitung für den Sinterprozess. Im Anschluss folgen die Sinterversuche mit künstlichem Hydroxylapatit und echtem Zahnmaterial. Aus den Versuchen werden Rückschlüsse auf die Sinterfähigkeit von Hydrxylapatit abgeleitet