Untersuchungen zum kombinierten Prozess aus DED-LB/M und Umformung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr.-Ing. Marion Merklein; Professor Dr.-Ing. Michael Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513618377

Das Laserpulverauftragschweißen (DED-LB/M) wird neben dem Reparaturschweißen und Beschichten zunehmend zur additiven Fertigung eingesetzt. Die Schichthöhe ergibt sich aus einem komplexen Zusammenspiel aus Prozess- und Pulverzufuhrparametern. Damit verbunden ist meist eine geringe Strukturauflösung. Gegenwärtig wird die Endkontur der Bauteile daher mittels zeit- und kostenintensiver, spanender Nachbearbeitungsprozesse hergestellt. Eine gezielte Veränderung der mechanischen Eigenschaften ist damit nicht möglich. Einen vielversprechenden Ansatz um dem zu begegnen, stellt die Kombination aus DED-LB/M und Umformen unter alternierender Anwendung der Prozessschritte dar. Ziel des Projekts ist daher der Aufbau eines grundlegenden Verständnisses der Wechselwirkungen bei der Umformung DED-LB/M-gefertigter Strukturen in einer kombinierten Prozesskette. Durch die Umformung kann nicht nur die Endgeometrie realisiert, sondern auch die Prozessstabilität im DED-LB/M erhöht werden, indem eine definierte Geometrie für den nachfolgenden DED-LB/M Schritt eingestellt wird. Zusätzlich bietet die Kombination die Möglichkeit, mittels Verfestigung bei der Umformung die Festigkeit des Werkstoffes zu erhöhen. Durch den Wärmeeintrag im DED-LB/M, der den zeitlichen und örtlichen Energieeintrag darstellt, ist es zudem möglich, das Gefüge und die mechanischen Eigenschaften zu modifizieren. Zu diesem Zweck werden spezifische Einflussgrößen der Prozesse variiert. Beim DED-LB/M werden die auftretenden Temperaturfelder und –verläufe manipuliert, sodass die ursprünglichen mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben oder Erholung bzw. Rekristallisation auftritt. Von Seiten des Umformens wird untersucht, in welchen Grenzen eine Verfestigung des Werkstoffes in Abhängigkeit der Parameter beim DED-LB/M und der Umformung möglich ist. Die Erkenntnisse hieraus können genutzt werden, um maßgeschneiderte Bauteileigenschaften durch die Prozesskombination einzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen