Additive Fertigung von Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen mittels Laserpulverauftragschweißen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Andrey Gumenyuk; Dr.-Ing. Jürgen Olbricht
• Fachliche Zuordnung: Fügetechnik und Trenntechnik ; Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 523635507

In dem beantragten Forschungsvorhaben werden NiTi-Legierungen unter Anwendung des Laserpulverauftragschweißens (LPA) additiv gefertigt. NiTi-Legierungen sind aufgrund ihrer besonderen Eigenschaft der Gestalterinnerung (Formgedächtniseffekte) interessante Legierungssysteme und finden in vielen Bereichen Anwendungen. Als Beispiele lassen sich hier Dämpfungselemente im Automotivbereich, Sicherungsmuttern in der Luft- und Raumfahrtechnik sowie Implantate in der Medizintechnik nennen. Die Formgedächtniseffekte und das pseudoelastische Verhalten von NiTiLegierungen sind auf die reversible Martensit-AustenitPhasenumwandlung zurückzuführen, die sowohl thermisch als auch mechanisch ausgelöst werden kann. Das Ziel ist es, am Beispiel einer binären und bei Raumtemperatur pseudoelastischen NiTi-Legierung mit 50,8 at.% Ni einen vollständigen LPA-Prozess zu entwickeln. Dazu werden neben der Herstellung einer homogenen Pulvermischung der LPA-Prozess für NiTi entwickelt und die additiv gefertigten Proben auf Kornstruktur, Phasenzusammensetzung sowie des thermischen und mechanischen Umwandlungsverhalten analysiert. Die Abhängigkeit zwischen Pulverzusammensetzung sowie Prozessparameter und der daraus resultierenden Mikrostruktur und Eigenschaften sind zu bestimmen. Des Weiteren beinhaltet das Forschungsvorhaben die Entwicklung geeigneter Wärme-Nachbehandlungen, um die Formgedächtniseigenschaften der additiv gefertigten NiTi-Legierungen zu optimieren. Mit dem Forschungsprojekt sollen erstmalig Fertigungsroutinen, Bearbeitungsansätze sowie Analytik und Prozessketten zur additiven Fertigung von Bauteilen aus NiTi-Legierungen als Grundlage für die weitere anwendungsorientierte Forschung entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr.-Ing. Michael Rethmeier; Professorin Dr.-Ing. Birgit Skrotzki