Additive Fertigung von Ti-6Al-4V im selektiven Laserstrahlschmelzverfahren unter XHV-adäquater Atmosphäre

Autor: Nicole Emminghaus

ISBN: 978-3-95900-925-6

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2024

Herausgeber der Reihe: Stefan Kaierle, Dietmar Kracht

Band-Nr.: LZH 03/2024

Umfang: 196 Seiten, 85 Abbildungen

Schlagworte: selektives Laserstrahlschmelzen, TI-6AL-4V, sauerstoffreiche Produktion

Kurzfassung: Atmosphärischer Sauerstoff führt im selektiven Laserstrahlschmelzen von Metallen zu einer Degradation der Bauteil- und Pulvereigenschaften. Durch die Zugabe geringer Mengen des Gases Monosilan zur Prozessatmosphäre ist ein Restsauerstoffgehalt adäquat zu dem in einem extrem hohen Vakuum (XHV) erreichbar. In dieser Arbeit wird das selektive Laserstrahlschmelzen von Ti-6Al-4V erstmalig unter einer solchen Atmosphäre durchgeführt. Durch die Aufstellung von empirischen Prozessmodellen wird der Einfluss der Atmosphäre auf das Prozessfenster und die Bauteilqualität untersucht. Basierend darauf werden die Bauteileigenschaften und das Prozessverhalten charakterisiert. Mittels einer koaxialen Hochgeschwindigkeitskamera und computergestützter Bildverarbeitung wird das Schmelzbad- und Spritzerverhalten analysiert. Die XHV-adäquate Atmosphäre beeinflusst die Bauteileigenschaften nicht signifikant, führt jedoch zu einer Verringerung von Spritzeranzahl und -oxidation und kann somit einen wichtigen Beitrag zu einer verringerten Pulverdegradation und gesteigerten Ressourceneffizienz leisten.