Prakt. Met. Sonderband 50 (2016) 163
tzungsdichten Verständnis für die Entstehung des Gefüges bei additiv gefertigten
; Wolframkarbid-Kobalt-Hartmetallen
er in [2] unter-
| Karbiden
log nach relativ Tim Schubert"), Timo Bernthaler!!!, Dirk Sellmer'?, Matthias Schneider”, Gerhard Schneider!!!
welche bekann- Winstitut fiir Materialforschung, Hochschule Aalen; ?'Mapal Dr. Kress KG, Aalen
‚führten thermo-
htphase ist und
zu rechnen ist. 1 Einleitung
te Probe erfah- . is ; . : .
mit liegt die Die additive Fertigung von Hartmetallen bietet hohes Potenzial, den Anforderungen der immer
der Literaturwer- komplexer werdenden Anwendungen in der Hochleistungszerspanung zu begegnen. Im Vergleich zu
ınd an den Stahlbauteilen bieten Hartmetalle als Material für Werkzeugträger ein herausragendes
Eigenschaftsprofil hinsichtlich E-Modul, Härte und Verschleißbeständigkeit und somit eine
r-Gehalt ange- überlegene Steifigkeit, Belastbarkeit und Maßhaltigkeit. Gerade wegen dieser Eigenschaften ist die
ler Legierung in konventionelle, spanende Fertigung von Grundkörpern aus Hartmetall jedoch sehr zeit- und
hen p-Phase kostenaufwändig und hinsichtlich geometrischer Gestaltung eingeschränkt.
m DMV141 Additive Herstellungsverfahren wie das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) können die Fertigung von
Werkzeugträgern für die spanende Bearbeitung aus Hartmetall revolutionieren. Hohe
Gestaltungsfreiräume in der Formgebung (z.B. Stegstrukturen statt Massivstruktur) und die
Integration von Funktionseigenschaften (z.B. konturfolgende Kühlkanäle) in Hartmetall- Werkzeugen
werden möglich. Weiterhin birgt die additive Fertigung von Hartmetallen als alternative Methode
twerks in Mann- hohes Potenzial im Hinblick auf Ressourceneinsparung. Neben der Reduzierung der
ıntersucht. Für Herstellungszeiten durch den Wegfall zeitintensiver spanender Bearbeitung fallen z.B. keine höheren
‚ehr beschränkt, Rohstoffkosten an, da konventionelle Hartmetallpulver als Grundstoff eingesetzt werden können. Der
bewertet. Die zusätzliche Kostenpunkt der Pulverherstellung (wie z.B. bei der additiven Fertigung von
eit von Al- Stahlbauteilen) entfällt.
bor wurde die Im Vergleich zur konventionellen sintertechnischen Herstellung erfolgen die Verdichtung und die
roskopisch un- Gefügeentstehung bei der additiven Herstellung mittels LPBF in der sehr kurzen Einwirkzeit des
I deren zeitliche Laserstrahls auf eine Pulverschicht. Wihrend der kurzen Bestandzeit der Fliissigphase werden
cke nach dem wesentlich höhere Temperaturen als beim Sintern erreicht, die einen entscheidenden Einfluss auf die
Legierungen Bauteildichte und das Gefüge der gefertigten Bauteile haben. Zusätzlich zum Einfluss des LPBF-
zur Bildung der Prozesses zeigen die entstehenden Gefüge eine empfindliche Abhängigkeit von der Qualität und den
stoffe DMV141 Eigenschaften der Ausgangspulver.
ı beiden Legie-
1.1 Laser Powder Bed Fusion Prozess
4 Das Prinzip des Laser Powder Bed Fusion (LPBF) für
as gid metallische und keramische Werkstoffe basiert auf einem lokalen
(Pulver-Beschichter amocschmolzene Ay fschmelzen von pulverformigen Ausgangsstoffen durch die
ebsverhalten von Einwirkung von Laserstrahlung. Ausgang ist jeweils die
iente Kraftwerke vollständige 3-dimensionalle Beschreibung des zu fertigenden
Werkstücks (3D-CAD-Modell). Nach der Zerlegung des 3D-
ir Pulve spBauteilt Modells in 2D-Schnittebenen (in Schichtdicken von 30-100 um)
wk the (erstarrt) ‚nd dem Hinzufügen spezifischer Parameter (z.B. Laserleistung,
schraven in Pro- B Scangeschwindigkeit) wird das Pulver schichtweise mit einem
i ’ Bauplattform Beschichtersystem auf die in Z-Richtung bewegliche
’ Bild 1: Schema einer LPBF-Anlage Bauplattform (Substratplatte) aufgebracht. Ein fokussierter
