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Bestimmung quasistatischer Druckeigenschaften bei Raum- und Hochtemperatur an additiv gefertigten Miniaturproben

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Zusammenfassung

Die additive Fertigung hat sich im letzten Jahrzehnt besonders rasant entwickelt und eröffnet aufgrund ihrer spezifischen Vorteile, wie einer großen geometrischen Designfreiheit oder der endkonturnahen Fertigung viele neue Möglichkeiten für die Industrie im Hinblick auf neuartige Leichtbaukonstruktionen wie beispielsweise periodische Gitterstrukturen. Aktuell stehen besonders die Verarbeitung neuer Legierungen, sowie die Ermittlung und Optimierung von geeigneten Prozessparametern im Fokus der Forschung. Dies erfordert mitunter die Herstellung einer größeren Anzahl von Proben zur umfänglichen Charakterisierung des additiv gefertigten Werkstoffs. Dies ist jedoch mit hohen Material- und Fertigungskosten verbunden. Erste Untersuchungen zur Bewertung des Einflusses unterschiedlicher Prozessparameter, Scanstrategien oder Wärmebehandlungsverfahren auf die Mikrostruktur erfolgen vorwiegend an kleinen Werkstoffwürfeln mit geringen Bauhöhen. Um neben der unverzichtbaren Mikrostrukturanalyse und ersten begleitenden Härtemessungen auch quasistatische Kennwerte bestimmen zu können, entstehen immer neue Anforderungen an die Werkstoffprüfung für additiv gefertigte Proben. In dieser Arbeit wird vorgestellt, wie mittels zylindrischer Miniaturproben, die eine Höhe von ca. 6 mm aufweisen, quasistatische Druckeigenschaften bei Raum- und Hochtemperatur bestimmt werden. Der vorgestellte Versuchsaufbau ermöglicht die Bestimmung charakteristischer Kenngrößen und weist dabei eine sehr gute Genauigkeit und Reproduzierbarkeit auf. Unabhängig vom zu prüfenden Werkstoff und der Prüftemperatur können Größen, wie Stauchgrenze und Druckspannung bei entsprechender plastischer Verformung ermittelt werden, die einen direkten Vergleich miteinander ermöglichen und dazu geeignet sind, für Parameterstudien als Kenngrößen zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften zu dienen.

Schlüsselwörter

Additive Fertigung Quasistatische Druckeigenschaften Hochtemperaturdruckeigenschaften Miniaturproben 

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Authors and Affiliations

  1. 1.TU DortmundDortmundDeutschland

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