Hochtemperatur-Universalprüfmaschine für die Materialforschung in der Additiven Fertigung

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542644827

Zur Werkstoffentwicklung in der additiven Fertigung wird eine Hochtemperatur-Universalprüfmaschine beantragt. Dieses Prüfgerät soll ein zentrales Element des Referenzlabors zur pulverbettbasierten Werkstoffentwicklung darstellen. Wesentliche Charakteristiken zur Prüfung der Eignung von neuen Werkstoffen sind standardmäßig Zug-, Druck-, Biegefestigkeit sowie Kriechbeständigkeit. Bei der Entwicklung von Werkstoffen für den Einsatz in Hochtemperaturumgebungen ist demnach die Prüfung sowohl bei Raumtemperatur als auch bis zu entsprechenden Einsatztemperaturen unverzichtbar, um Aussagen über Verarbeitbarkeit, typischerweise bei Raumtemperatur, und die tatsächlichen Belastungsgrenzen treffen zu können. Ein Schwerpunkt der Forschung des Lehrstuhls Werkstoffe für die Additive Fertigung liegt in der Entwicklung von teils schwer schweißbaren Hochtemperatur-Legierungen auf Basis intermetallischer und Ni-Basis-Legierungssysteme mit hohen Anteilen an Refraktärelementen. Durch die hohen Abkühlraten und damit verbundene Feinkörnigkeit bei der Additiven Fertigung weisen so hergestellte Materialien typischerweise hohe Festigkeiten bei verringerter Duktilität auf. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Werkstoffentwicklung mit selbst hergestellten Nanoadditiven dar, die genutzt werden können, die Festigkeit und insbesondere Kriechbeständigkeit der Materialien weiter zu erhöhen. Durch die Möglichkeit, Schlüsseleigenschaften von Materialien an der BUW und damit systematisch in großem Umfang abzuprüfen, können umfassend neue wissenschaftliche Erkenntnisse über Gefüge-Eigenschaftskorrelationen gewonnen werden; insbesondere vor dem Hintergrund des Ziels der komparativen Betrachtung der Einflüsse verschiedener AM-Verfahren und Additive ist die Vergleichbarkeit durch konsistent identische Prüfbedingungen ebenfalls bedeutsam. Durch Ergänzung um eine Hochtemperatur-Universalprüfmaschine kann die grundlegende Erforschung und Entwicklung neuer Hochtemperatur-Werkstoffe unter Einbeziehung fundamentaler Materialcharakterisierung ermöglicht und damit eine signifikante Vertiefung des Verständnisses der Einflüsse der thermophysikalischen Bedingungen während des AM sowie gezielter Werkstoffmodifikationen erzielt werden. Das beantragte Gerät nimmt damit eine Schlüsselstellung für das materialwissenschaftliche und fertigungstechnische Forschungsspektrum des Lehrstuhls ein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Universalprüfmaschine für die Materialforschung in der Additiven Fertigung
• Gerätegruppe: 2900 Statische und quasistatische Prüfmaschinen und -anlagen
• Antragstellende Institution: Bergische Universität Wuppertal
• Leiter: Professor Dr. Bilal Gökce