Miniatur-Laserauftragschweißanlage

• Fachliche Zuordnung: Produktionstechnik
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547094966

Zur Werkstoffentwicklung in der additiven Fertigung wird eine Miniatur-Laserauftragschweißanlage beantragt. Diese Anlage soll sich als zentrales Element in das Referenzlabor zur pulverbasierten Werkstoffentwicklung einfügen. Ein wesentlicher erster Schritt zur Entwicklung neuer Werkstoffe für die additive Fertigung ist die Verarbeitung kleinster Mengen sogenannter Powder Blends, Mischungen aus Elementarpulvern, zur Untersuchung mikrostruktureller Eigenschaften wie bspw. zusammensetzungsabhängige Phasenentstehung. Für die Entwicklung von neuen Werkstoffen sowohl für Pulverdüse- als auch Pulverbettverfahren ist damit die Möglichkeit unverzichtbar, Kleinstmengen an Powder Blends herzustellen und zu festen Probekörpern verarbeiten zu können. Ein Schwerpunkt der Forschung des Lehrstuhls Werkstoffe für die Additive Fertigung liegt in der Entwicklung von teils hochkomplexen Hochtemperatur-Legierungen auf Basis intermetallischer und Ni-Basis-Legierungssysteme mit hohen Anteilen an unterschiedlichen Legierungselementen. Durch die hohen Abkühlraten und Einflüsse intrinsischer Wärmebehandlung durch den schichtweisen Aufbau bei der Additiven Fertigung liegen so hergestellte Materialien typischerweise in durch Phasendiagramme nicht abgebildeten Ungleichgewichtszuständen vor und weisen teils besondere Ausscheidungskinetik auf. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Werkstoffentwicklung mit selbst hergestellten Nanoadditiven dar, die genutzt werden können, Eigenschaften von Materialien vielfältig zu modifizieren. Durch die Möglichkeit, Legierungskompositionen an der BUW mit kleinsten Mengen und damit systematisch in großem Umfang zu untersuchen, können umfassend neue wissenschaftliche Erkenntnisse über Zusammensetzungs-Eigenschaftskorrelationen gewonnen werden; die insbesondere vor dem Hintergrund des Ziels Eigenschaftsprofile gezielt einstellen zu können von großer Bedeutung sind, da diese oftmals von kleinsten elementaren Anteilen abhängen. Durch Ergänzung um eine Miniatur-Laserauftragschweißanlage kann die grundlegende Erforschung und Entwicklung neuer Werkstoffe unter umfangreicher Variation signifikant erweitert und damit eine wesentliche Vertiefung des Verständnisses zusammensetzungsabhängiger Phasenentstehung unter den besonderen thermophysikalischen Bedingungen während des AM erzielt werden. Das beantragte Gerät nimmt damit eine Schlüsselstellung für das materialwissenschaftliche und fertigungstechnische Forschungsspektrum des Lehrstuhls ein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Miniatur-Laserauftragschweißanlage
• Gerätegruppe: 5740 Laser in der Fertigung
• Antragstellende Institution: Bergische Universität Wuppertal
• Leiter: Professor Dr. Bilal Gökce