Reaktionslasersintern von Spinellbauteilen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Georg Grathwohl; Professor Dr. Reinhart Poprawe
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5449705

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur generativen Herstellung von keramischen Bauteilen ohne formgebende Werkzeuge und Schwindungsprozesse. Der innovative Lösungsansatz besteht in der Kombination zweier neuer Verfahren: - Das Reaction Bonded Spinel (RBS) Verfahren zur Herstellung einphasiger Spinellwerkstoffe durch Reaktionssintern einer Pulvermischung aus AlMg/MgO - Das Selective Laser Melting (SLM) Verfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen aus Serienwerkstoffen durch selektives, vollständiges Aufschmelzen des Pulvers mit Laserstrahlung. Die spezifischen Vorteile beider Verfahren kommen gerade durch ihre Zusammenführung voll zur Geltung. Durch die extherme Reaktion werden unter zielgenauer Lasereinwirkung extrem hohe Reaktionsgeschwindigkeiten und ein Spinellbauteil (MgAl2O4) günstiger Gefügeausprägung erzielt: - keine niedrig schmelzenden Glasphasen - keine Schwindung - im Vergleich zum RBS erheblich reduzierte Porosität und deshalb - deutlich höhere Festigkeiten - beliebige Formgebung mit hoher Maßhaltigkeit Diese Eigenschaftskombination wird derzeit mit keinem vergleichbaren Verfahren zur Herstellung keramischer Bauteile erreicht. Für dieses neue Verfahren des Selektiven Reaktions- Laser Sintern (SRLS) sollen in diesem Vorhaben die werkstoffund verfahrenstechnischen Grundlagen erarbeitet werden. Die hergestellten Proben werden gefügtetechnisch und bruchmechanisch charakterisiert, um die Möglichkeiten und Grenzen des Verfahrens bewerten zu können. Mögliche Anwendungsgebiete, beispielsweise auf den Gebieten der Medizin- (z.B. Implantate) und Ofentechnik (z.B. Substrate), sollen durch die Herstellung von Demonstrationsbauteilen belegt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Dietmar Koch