Projektbeschreibung
Im Bereich der additiven Fertigung von Metallen ist das selektive Laserschmelzen (SLM) ein weit verbreitetes Verfahren, mit welchem sich unterschiedliche Werkstoffe verarbeiten lassen. Im SLM-Prozess wird ein Bauteil schichtweise aufgebaut, wobei jeweils eine dünne Schicht Pulver aufgetragen und mit einem Laser lokal aufgeschmolzen wird. Es existieren Systeme, welche mit mehreren Lasern ausgestattet sind, sodass einerseits bei paralleler Nutzung der beiden Laser eine höhere Baugeschwindigkeit erreicht werden kann, andererseits sind Überlappung der Laser-Bereiche auch komplexe Laser-Scan-Strategien (Belichtungsstrategien) möglich, bspw. indem zwei Laser nacheinander dieselben Bereiche belichten. Durch die Laserstrahlung wird das Pulver lokal aufgeschmolzen und kühlt anschließend in verhältnismäßig kurzer Zeit wieder ab. Speziell bei Stahllegierungen beeinflusst der Temperaturverlauf (Abkühlvorgang) das Gefüge und somit die mechanischen Eigenschaften des additiv gefertigten Bauteils. Durch komplexe Belichtungsstrategien kann der Temperaturverlauf beeinflusst und somit das Gefüge verändert werden. Hierdurch besteht die Möglichkeit die Materialeigenschaften gezielt zu beeinflussen, entweder für das gesamte Bauteil oder lokal angepasst, wenn unterschiedliche Eigenschaften wünschenswert sind, wie z.B. Randschichten mit höherer Härte oder duktile Bereiche an Stellen hoher Dehnungen. Diese Möglichkeiten, die Eigenschaften additiv gefertigter Bauteile aus Stahl gezielt zu beeinflussen soll im Rahmen dieser Studie untersucht werden.
Ziel der Studie ist es, die Auswirkung spezieller Laser-Scan-Strategien beim SLM-Prozess auf die Materialeigenschaften zu untersuchen. Hierbei sollen verschiedene Arten von Belichtungsstrategien betrachtet werden, welche sich zu unterschiedlichen Eigenschaften führen können.