Prozessadaptierte Entwicklung von Metallpulvern für die laserbasierte additive Fertigung
Mechanische Verfahrenstechnik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Zerstäubung einer Cu-Cr-Nb Legierung ist eine große prozesstechnische Herausforderung. Hohe Schmelztemperaturen und Entmischungsvorgänge bei der Schmelzehandhabung und Legierungsbildung sowie die hohe Reaktivität der Schmelze müssen in weiteren Untersuchungen verbessert und an die Gegebenheiten des Prozesses adaptiert werden. Auch ist durch den Einsatz anderer Zerstäubertypen eine erhöhte Ausbringung im LAM-relevanten Partikelgrößenbereich möglich. Das geplante SPP Mat4Pho kann hierzu einen notwendigen Rahmen bilden. Mit den Cu-Cr-Nb-Legierungen (Pulver) können durch Laser Metal Deposition rissfreie und porenarme Schichten hergestellt werden (Abb. 7). Die Legierungselemente Cr und Nb sind in den Proben fein verteilt, Makroseigerungen treten aufgrund der hohen Abkühlrate nicht auf. In den Proben werden Cr- und Cr-Nb-reiche fein verteilte Ausscheidungen gefunden. Der eindeutige Nachweis der Phase Cr2Nb konnte jedoch nicht erbracht werden. Der erhöhte Sauerstoffanteil in den Cr- und Nb-reichen Ausscheidungen deutet daraufhin, das bei der Pulverherstellung und /oder des LMD Luftsauerstoff das Material kontaminiert hat. In zukünftigen Untersuchungen muss ein Schwerpunkt sein, den Sauerstoffeintrag signifikant zu vermindern. Im Ergebnis hat das Projekt gezeigt, dass sich das LAM prinzipiell eignet, gießtechnisch schwer verarbeitbare Legierungen zu prozessieren. In weiterführenden Untersuchungen muss insbesondere der Nb-Gehalt erhöht werden, so dass technisch interessante Werkstoffe hergestellt werden können.
