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Vortrag

Schwingfestigkeitskennwerte für im WAAM-Prozess additiv gefertigte Bauteile

Mittwoch (04.12.2019)
10:15 - 10:35 Uhr

Generative Verfahren zur Herstellung fester Körper (additive Fertigung, additive manufacturing) sind schon seit einigen Jahren Stand der Technik. Dabei steht die Prozessoptimierung sowie die Steigerung und Beschreibung von Festigkeitseigenschaften im Fokus von Forschungsaktivitäten.

Eines dieser additiven Herstellungsverfahren ist das sog. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Hierbei wird eine Variante des Lichtbogenschweißens für den Materialauftrag verwendet.

Ermüdungsfestigkeitskennwerte für solche Bauteile stehen in der Regel nicht zur Verfügung, wodurch eine praxisnahe Bauteilauslegung erschwert wird. Der Einsatz der WAMM-Technologie ist somit für sicherheitsrelevante Bauteile bisher nicht wirtschaftlich realisierbar.

Es wird davon ausgegangen, dass die Schwingfestigkeit von WAAM-Bauteilen durch verschiedene Prozessparameter beeinflusst wird, die Verarbeitungstemperatur und/oder die Abkühlrate aber von besonderer Bedeutung für diese Eigenschaften sind.

Ziel der in diesem Beitrag vorgestellten Untersuchungen, ist es, die lokalen Schwingfestigkeitseigenschaften von WAAM-Bauteilen zu bestimmen. Die Abhängigkeit dieser Kennwerte von der im Herstellungsprozess verwendeten Temperatur ist nachzuweisen und sowohl quantitativ als auch qualitativ zu beschreiben.

In diesem Beitrag werden die Herausforderungen bei der Herstellung von geeignetem Probenmaterial für die Ermüdungsprüfung, die Probenentnahme sowie die Durchführung der Prüfungen beschrieben. Außerdem werden die Zusammenhänge zwischen Verarbeitungstemperatur und Ermüdungsfestigkeit in verschiedenen Lebensdauerbereichen dargestellt. Hierzu wurde WAAM-Material, das mit zwei verschiedenen Verarbeitungstemperaturen gefertigt wurde, sowohl in als auch senkrecht zur Verarbeitungsrichtung untersucht.

Die Anwendung der so gewonnenen Daten in einer Lebensdauerabschätzung für WAAM-Komponenten wird dargestellt.

Sprecher/Referent:
Dr.-Ing. Michael Wächter
Technische Universität Clausthal
Weitere Autoren/Referenten:
  • Lukas Masendorf
    Technische Universität Clausthal
  • Dr. Kai Treutler
    Technische Universität Clausthal
  • Marcel Leicher
    Technische Universität Clausthal
  • Swenja Kamper
    Technische Universität Clausthal
  • Prof. Dr. Alfons Esderts
    Technische Universität Clausthal
  • Prof. Dr. Volker Wesling
    Technische Universität Clausthal