Gefügeausbildung beim selektiven Laserstrahlschmelzen von Titanlegierungen und Einfluss auf die Zerspanbarkeit

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena; Professorin Dr.-Ing. Julia Kristin Hufenbach, seit 9/2020
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik ; Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432764611

Titanlegierungen sind heute für viele Hochleistungsanwendungen unabdingbar. Eine aktuelle Entwicklung ist die additive Fertigung von Titanbauteilen mittels selektiven Laserstrahlschmelzens (engl. selective laser melting - SLM). Aufgrund der Anforderungen an die Oberflächengüte und die Formtoleranz müssen diese Bauteile in der Regel spanend nachbearbeitet werden. Durch die Prozesscharakteristik der SLM-Technologie entstehen Gefüge- und Materialeigenschaften, die sich signifikant von denen konventionell urgeformter Titanhalbzeuge unterscheiden. Eine gezielte Prozesssteuerung würde es ermöglichen, Gefügeeigenschaften maßgeschneidert einzustellen und so beispielsweise die Zerspanbarkeit in nachzubearbeitenden Bereichen gezielt zu verbessern. Jedoch ist der Einfluss der Gefügemodifikationen auf die Zerspanbarkeit heute noch weitgehend unbekannt. Insbesondere der auftretende Werkzeugverschleiß wird durch Unterschiede in der Spanbildung deutlich beeinflusst. Dieses Forschungsvorhaben hat es zum Ziel, die Gefügeausbildung beim selektiven Laserstrahlschmelzen von Titan zu analysieren, die Einflüsse auf die Zerspanbarkeit zu identifizieren und die Wechselwirkung mit der Oberflächenintegrität herauszuarbeiten. Damit liegt die Originalität des Vorhabens in der Herleitung von Wissen zur Wechselwirkung zwischen SLM-Prozess und Zerspanbarkeit von additiv hergestellten Titanhalbzeugen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr.-Ing. Holger Schwab, bis 9/2020