Sichere Werkstoffqualität und Form beim 3D-Druck mit Einsatz- und Vergütungsstahl vor der Nacharbeit
Im Metall-3D-Druck schauen wir häufig erst auf die Form und erst danach auf die Werkstoffqualität in den kritischen Bereichen. Die Qualität ist aber von erster Priorität, wenn es um hoch belastete Bauteile geht. Wir stellen eine Lösung vor.
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Gesicherte Werkstoffqualität und Formgenauigkeit in der Produktion von metallischen Bauteilen. Das IPP unterstützt sie gerne.
Heutige Qualitätssichung in der Addtiven Fertigung ermittelt an Probekörpern Parameter für den 3D-Druck. Bei dem Verfahren Powder Bed Fusion unter Einsatz von Laser und Metallen (PBF-LB/M nach ISO 52900, bzw. SLM) sind dies primär Laserleistung, Laserdurchmesser, Vorschubgeschwindigkeit, Schraffurabstand und Schichtdicke. Es sind die Wesentlichen Parameter, mit denen die Geschwindigkeit des Bauprozesses beeinflusst werden können. Die Kenngrösse VED nimmt diese Parameter auf. VED steht for Volumentic Energy Density. Selbstverständlich ist die Aufheiz- und Abkühlgeschwindigekeit bei Metallen beeinflussend für Eigenschaften, wie Feinkörnigkeit, Ausscheidungen, Risse und Poren. Bei gleichen VED-Werten können aber unterschiedlichste Werkstoffeigenschaften erzielt werden. Trotzdem wird dieser Wert weithin in der Literatur und in Diskussionen genutzt. Wir müssen dies überdenken.
Weitere Eigenschaften, wie die Pulvereigenschaften (ISO 52928:2024) oder Gasqualität, Gasgeschwindigekeit ect. (ISO 52949:2025) können nicht so schnell variiert werden und werden daher gerne festgeschrieben, bevor die in der VED genutzten Parameter optimiert eingestellt werden.
Nach der Ermittlung optimierter Parameter folgt die Qualifiziertung und die festschreibung aller einstellbaren Parameter (ISO 52929). Die Qualifizierung nutzt entweder Rund- oder Flachzugproben.
Die 3D-Druck-Bauteile haben aber später nicht die Form der Würfel, an denen die Parameter entwickelt wurden und auch nicht die Form der Probekörper an denen Zug- oder Dauerschwingproben erfolgt sind. Wie lässt sich nun in der Praxis ermitteln, ob ein Bauteil im Bereich der qualifizierten Bedingungen aufgebaut wurde?
Die Lösung ist das Online Monitoring. Moderne Anlagen, wie die TruPrint 5000 oder die IMPACT 4530, besitzen Temperaturerfassungen, die während des Bauprozesses die Temperaturen ermitteln, die vom Prozess erreicht werden. Wie jetzt diese Temperaturen zur Sicherstellung der Qualität einsetzbar sind, stellen wir vor.
Lassen Sie sich inspirieren. Mit der Temperaturerfassung ihrer Anlage sichern sie die Qualität im Prozess. Wir helfen Ihnen gerne dabei.
Referent/innen (1)
Stefan Czerner
Zurich University of Applied Sciences, Institute of Product Development and Production Technologies, Lead Additive Manufacturing
