144 Prakt. Met. Sonderband 46 (2014)
Das selektive Laserschmelzen (SLM) als generatives Fertigungsverfahren kann auch als 3. UNT!
3D-Druck von (metallischen) Werkstoffen bezeichnet werden. Abbildung 1 zeigt einen ein-
zelnen Beschichtungs- und Belichtungsvorgang schematisch. Bauteile werden beim selek- In Abbildu
tiven Laserschmelzen ausgehend von einer Pulvermischung additiv, d.h. Schicht für b, AISi10l
Schicht hergestellt. Das Pulver wird hierzu in einer dünnen Schicht auf eine Grundplatte Rige Must
aufgebracht und mittels eines Laserstrahls lokal vollständig aufgeschmolzen. Nach der im Längs
Erstarrung bildet sich eine feste Materialschicht, auf die nun die nächste Pulverlage auf- Überfahrt
gebracht wird. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis das zu fertigende Bauteil vollständig im
Pulverbett vorliegt. Das Pulver muss für den SLM-Prozess eine gute FlieRfahigkeit aufwei-
sen und darf keinerlei organischen Binder enthalten. Uberschiissiges Pulver kann so wie-
der in den Prozess zurückgeführt werden.
Die Vorteile des SLM-Verfahrens liegen in der schnellen Herstellung von funktionellen Pro-
totypen sowie in der Fertigung von Kleinserienteilen mit komplizierten Geometrien oder
aus nur schwer zu bearbeitenden Werkstoffen. Obwohl ein Zusammenhang zwischen
Herstellungsparametern und der Gefügeausbildung beim SLM Prozess gegeben ist, finden
sich nur wenige Publikationen die sich mit dieser Thematik auseinandersetzen. Weiterhin
macht die Möglichkeit, durch die deutlich andersartige Temperaturführung beim SLM-
Prozess vollkommen andere oder neue Gefüge entstehen zu lassen, das Verfahren auch
für die Werkstoffentwicklung interessant. Ziel dieser Arbeit ist daher, einen ersten Einblick a)
in die Gefugeentstehung beim SLM-Verfahren anhand verschiedener Werkstoffe zu ge- Abbild:
winnen. (1.2709),
2. EXPERIMENTELLE DURCHFÜHRUNG Verano
Zur Visualisierung der Ausbildung der Gefligestruktur beim SLM-Prozess wurden additiv or aa
aufgebaute Kérper aus einer AISi10Mg-Legierung und einem martensitaushéartenden der einze
Werkzeugstahl X3NiCoMoTi18-9-5 (1.2709) untersucht. Die Analysen erfolgten an bereit- deutlich €
gestellten Körpern im Bauzustand. Zur Verdeutlichung des Einflusses von Laserparame- schmelzz
tern auf die Gefiigeausbildung, wurden zusätzlich additiv aufgebaute Probewürfeln des tat und gr
Stahles 1.2709 mit verschiedenen Parametern (Schichtaufbringung, Streckenenergie)
hergestellt und materialographisch untersucht. Zur Darstellung des grundsätzlichen Unter-
schiedes der Gefügeausbildung beim selektiven Lasersintern (SLS) wurde exemplarisch
ein Werkzeugeinsatz für den Kunststoffspritzguss aus einer Messinglegierung untersucht.
Alle Proben wurden materialographisch auf dem halbautomatischen Schleif- und Polierge-
rät TegraMin-30 der Fa. Struers präpariert und lichtmikroskopisch mit einem Auflichtmikro-
skop vom Typ Axiolmager Z2.M der Fa. Carl Zeiss untersucht. Die quantitative Gefü-
geanalyse erfolgte an größflächig aufgenommenen MosaiX-Bildern mit dem Objektiv 10x
und der Software AxioVision 4.9.1. Da es sich bei den analysierten Proben um chemisch
gängige Werkstoffe handelt, wurden keine speziellen Präparations- und Kontrastierungs-
methoden angewandt.
Die Verdeutlichung der Potentiale des SLM-Prozesses erfolgt mittels materialographi- 1a)P a
schem Vergleichs und Hartepriifung (HV10) eines additiv über SLM aufgebauten Bohrers Abbildu
mit einem aus konventioneller mechanischer Fertigung hergestellten Bohrer (beide Stahl héngigk
1.2709). Die Bohrer wurden vorab mit dem 3D-Réntgencomputertomograph vitome| x s
der Fa. Phoenix aufgenommen, um die konstruktiven Unterschiede und die Vorteile des Die mikro
SLM-Prozesses zu visualisieren. rameterst
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