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Im Zuge eines grenzüberschreitenden Forschungsprojektes untersuchten Forscher häufige Fehler- und Prozessabweichungen beim Laserstrahlschmelzen.
Das Laserstrahlschmelzen (Laser Beam Melting, LBM) ist eine additive Fertigungstechnologie, bei der pulverförmige Materialien mithilfe eines Lasers schichtweise zu einer gewünschten Geometrie verschmolzen werden. Die Ergebnisqualität derartiger Prozesse ist von vielen komplexen Parametern abhängig, die bei Prozessabweichungen zu kritischen Bauteilfehler führen können.
Im Zuge eines von den ecoplus Clusterinitiativen Kunststoff und Mechatronik geleiteten COllective Research NETwork (CORNET) untersuchte ein österreichisch-deutsches Forschungsteam mögliche Prozessabweichungen während des LBM-Prozesses, sowie daraus resultierende Bauteilfehler. Das Team, bestehend aus Thomas Schlauf (FOTEC), Max Lutter-Günther (IGCV) und Claudia Rosenkranz (IGCV), ist Teil des „AM 4 Industry“ Projekts, in dem acht namhafte Forschungspartner und einundfünfzig Unternehmen aus Österreich, Deutschland und Belgien zwei Jahre an Konzepten für den erfolgreichen industriellen Einsatz additiver Fertigungsverfahren forschten.
Mithilfe einer beim Forschungs- und Technologietransfer Unternehmen FOTEC aufgestellten EOS M280 Laserschmelzanlage, analysierten die Experten systematisch die Auswirkungen unterschiedlichster Prozessabweichungen auf die Bauteilqualität. Das Team unterschied dabei zwischen Bauteil-, Material- und Baufehler, die durch eine der Hauptfehlerquellen Maschine, Material, Prozess oder Mensch verursacht werden. Als häufigste Fehlerarten im Bereich Bauteil- und Materialfehler wurden geometrische Abweichungen, unzureichende Oberflächenqualitäten, Haftfehler und Porosität identifiziert. Im Bereich Baufehler wurde zwischen automatischem Baustopp mit Abfall- oder intakten Teilen sowie manuellem Baustopp zur Verhinderung von Schweißspritzer bei Störungen im Schutzgasstrom unterschieden. Zur Beurteilung dieser Fehler wurden im Anschluss Zugproben gedruckt, die nach ASTM E-8 parallel zur Prozessüberwachung getestet und in einem LBM-Additive Fertigung Fehlerkatalog verschriftlicht wurden. Der öffentlich zugängliche Fehlerkatalog soll industrielle Anwender bei der erfolgreichen Integration von 3D-Druck Produktionstechnologien unterstützen.
Die zusammenfassenden Projektergebnisse sowie der LBM-Additive Fertigung Fehlerkatalog können auf der Website des Forschungsnetzwerks geladen werden: www.am4industry.com
ecoplus. Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH
Niederösterreich-Ring 2, Haus A, 3100 St. Pölten
Email: b.losert@ecoplus.at, Tel.: +43 2742 9000-19669
Mit dem Technopolprogramm wird insbesondere die technologieorientierte Standortentwicklung rund um Bildungs- und Forschungseinrichtungen gestärkt. Weiters vermittelt die Wirtschaftsagentur des Landes Niederösterreich Zugang zu regionalen Förderungen und unterstützt in den ecoplus Clusterinitiativen innovative Kooperationsprojekte zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit. Darüber hinaus können niederösterreichische Firmen auf den Support im Bereich Internationalisierung und Export zählen.
Das Projekt wurde durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Zuge eines CORNET (COllective Research NETworking) finanziell unterstützt.
ecoplus ist ein engagiertes Mitglied der Technologieplattform AM-Austria.
