Berlin, 22.11.2023 – In den letzten Jahren hat der 3D-Druck mit Werkstoffen wie Titan, Nickel und Stahl in der Produktionsindustrie bedeutende Fortschritte gemacht, wie die Bundesanstalt f\u00fcr Materialforschung und -pr\u00fcfung (BAM) durch die Ver\u00f6ffentlichung von Referenzdaten bekannt gibt. Durch die schichtweise Erstellung von Bauteilen entstehen einzigartige Materialeigenschaften.<\/p>\n
Erstmals ver\u00f6ffentlicht die BAM Referenzdaten zu Werkstoffen aus Titan, Nickel und einem nichtrostenden Stahl, die mittels additiver Fertigung hergestellt wurden. Durch die Verwendung dieser Referenzdaten kann die Qualit\u00e4t und Sicherheit von Bauteilen gew\u00e4hrleistet werden und die Materialentwicklung im Bereich des 3D-Drucks vorangetrieben werden.<\/p>\n
Besonders in den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik spielt die Sicherheit der verwendeten Materialien eine zentrale Rolle, da fehlerhafte Bauteile schwerwiegende Folgen haben k\u00f6nnen. Die additiv gefertigten Bauteile weisen aufgrund ihrer einzigartigen Mikrostrukturen ver\u00e4nderte mechanische, thermische und chemische Eigenschaften auf, die sich beispielsweise in ihrer Festigkeit oder Korrosionsbest\u00e4ndigkeit widerspiegeln.<\/p>\n
„Um m\u00f6gliche Risiken zu reduzieren und die Qualit\u00e4t der 3D-gedruckten Komponenten sicherzustellen, sind zuverl\u00e4ssige Referenzdaten unerl\u00e4sslich“, erkl\u00e4rt Prof. Birgit Skrotzki, Werkstoffwissenschaftlerin an der BAM. „Unsere Referenzdaten zu den elastischen Eigenschaften von additiv gefertigten Metallen leisten einen wichtigen Beitrag, der nicht nur die Qualit\u00e4t und Sicherheit dieser Bauteile gew\u00e4hrleistet, sondern auch Innovationen in der Materialentwicklung erm\u00f6glicht.“<\/p>\n
Dr. Birgit Rehmer und Prof. Birgit Skrotzki, Wissenschaftlerinnen der Abteilung Werkstofftechnik und des Kompetenzzentrums Additive Fertigung der BAM, haben mittels der Dynamischen Resonanz Methode (DRM) drei Metalllegierungen charakterisiert. W\u00e4hrend des Experiments wurde das Material durch regelm\u00e4\u00dfige mechanische Impulse angeregt und anschlie\u00dfend wurden die daraus resultierenden Resonanzfrequenzen gemessen.<\/p>\n
Bei ihren Untersuchungen haben sie festgestellt, dass 3D-gedruckte Bauteile in Bezug auf ihre elastischen Eigenschaften erhebliche Unterschiede aufweisen k\u00f6nnen, abh\u00e4ngig von der Baurichtung und der Entnahmerichtung der Proben. Die Auswirkungen der Richtungsabh\u00e4ngigkeit, die bei allen untersuchten Temperaturen festgestellt wurde, sind speziell f\u00fcr Anwendungen wie Turbinenschaufeln von Bedeutung. Bei der Gestaltung von Komponenten, bei denen die Belastungsrichtung eine Rolle spielt, ist dies zu ber\u00fccksichtigen. Ebenso haben die Parameter des Fertigungsprozesses mittels Additiver Fertigung einen Einfluss auf die Eigenschaften. Durch eine Reduzierung der Pulverschichtdicke ergeben sich beispielsweise bei nichtrostendem Stahl h\u00f6here elastische Kennwerte.<\/p>\n
In den umfangreichen Datens\u00e4tzen sind Informationen zu den Verfahren und Parametern der Herstellung, W\u00e4rmebehandlungen, Korngr\u00f6\u00dfe, Abmessungen und Gewicht der Proben sowie deren Messunsicherheiten enthalten. Konstrukteur*innen, Pr\u00fcflabore und Forscher*innen k\u00f6nnen diese Referenzdaten nutzen, um die Leistung additiv gefertigter Materialien zu bewerten, Qualit\u00e4tspr\u00fcfungen durchzuf\u00fchren und Simulationen zu optimieren. Ab sofort sind die Referenzdaten \u00fcber die Open-Data-Plattform Zenodo zug\u00e4nglich.<\/p>\n
Die BAM Akademie bietet derzeit eine f\u00fcnfteilige digitale Vortragsreihe namens „Vielschichtig: Methoden f\u00fcr die Qualit\u00e4tssicherung in der additiven Fertigung metallischer Bauteile“ an. Neben der Entwicklung von Referenzdaten organisiert die BAM regelm\u00e4\u00dfig Schulungen und Workshops zum Thema additive Fertigung. Die Vortragsreihe l\u00e4uft bis zum 07.12. In diesem Kontext gew\u00e4hren Expert*innen der BAM Einblicke in Fertigungsverfahren, Qualit\u00e4tspr\u00fcfung und Materialentwicklung. Eine kostenlose Anmeldung ist f\u00fcr Interessierte unter www.bam-akademie.de m\u00f6glich.<\/p>\n
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