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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 Arbeit befasst sich mit der schichtdickenabhängigen relativen Bauteildichte im Lasermikrosintern. Dazu werden der aktuelle Forschungsstand und Verfahren zur Bestimmung der Dichte aufgezeigt. In den praktischen Untersuchungen erfolgt die Ermittlung und Überprüfung geeigneter Prozessparameter, wobei hier, neben der Schichtdicke, vor allem die Volumenenergiedichte und die Pulswiederholfrequenz im Fokus stehen. Intensiver diskutiert wird dabei die Entstehung von Baufehlern und Poren.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung einer neuen Forschungsanlage für das Lasermikrosintern. Neben der Bestimmung räumlicher und zeitlicher Strahlparameter erfolgt eine Beurteilung der Dynamik des fortschrittlichen Galvanometerscanners. Die Erkenntnisse der Charakterisierung bilden die Grundlage für anschließende Untersuchungen zur Parameteroptimierung für die Erzeugung von Bauteilen mit hoher Dichte.