Qualitätsprüfung für das Pulverbett im selektiven Laserschmelzprozess

Dieses Buch soll dar ber Aufschluss geben, wie die Qualit t des Pulverbetts erfasst und ausgewertet werden kann und wie dies R ckschl sse auf die Prozessf higkeit im Pulverschichtauftrag und die resultierende Fertigungsqualit t im Herstellungsprozess erlaubt. Innerhalb der daf r durchgef hrten Forschungsarbeit wurde ein Streifenlichtprojektionssystem f r die 3D-topographische Erfassung des Pulverbetts und ein Pr fstand f r die hersteller- und anlagenunabh ngige Abbildung der g ngigen Schichtauftragsprozesse im selektiven Laserschmelzen entwickelt. Mithilfe eines mehrstufigen methodischen Ansatzes zur Verarbeitung und Analyse der hochaufl senden Bilddaten des Pulverbetts konnten die vielf ltigen charakteristischen Eigenschaften der Pulverbettoberfl che anhand von verschiedenen Fehlerbildern im Schichtauftrag identifiziert, klassifiziert und bewertet werden. Auf Grundlage dieser Pulverbettanalytik wurde ex-situ auf dem Pr fstand eine vollfaktorielle Untersuchung der priorit ren Prozessparameter im Pulverschichtauftragsprozess (Auftragsprinzip, Auftragselement, Auftragsgeschwindigkeit, Pulverschichtdicke) durchgef hrt, um die Auswirkungen der unterschiedlichen Stellgr en wissenschaftlich zu untersuchen. Anhand der Ergebnisse der Analyse wurde ein Parameterfenster identifiziert, welches eine h here Prozessf higkeit und damit letztlich eine gesteigerte Produktivit t im Prozess bewirken kann. Die identifizierten Parameterfenster wurden im Anschluss durch In-situ-Versuche vollfaktoriell untersucht und die Ergebnisse durch nachgelagerte Pr fungen der gefertigten Probek rper validiert. Der ganzheitliche Ansatz der entwickelten Messtechnik zur Pulverbett berwachung und die automatisierte Auswertung der Messdaten wurden abschlie end auf die bertragbarkeit in den industriellen Ma stab im Rahmen einer Potenzialanalyse betrachtet und bewertet. Es konnte f r die Nutzer und Hersteller von Anlagentechnik des selektiven Laserschmelzens von Metallen nachgewiesen werden, dass die Prozessf higkeit des Pulverschichtauftrags in unterschiedlichem Ma e in Abh ngigkeit der priorit ren Stellgr en im Auftragsprozess steht und gewissen Trends folgt, die in vorteilhafter Weise f r die Ausgestaltung des Prozesses genutzt werden k nnen. Hierf r wurden im Rahmen der Untersuchungen f r die Aluminiumlegierung AlSi10Mg mehrere Prozessparameterkombinationen f r eine erh hte Produktivit t und einen stabilen Prozess validiert. Zudem wurde als Ergebnis der Potenzialanalyse die Eignung der Streifenlichtprojektion als Messtechnik f r die Pulverbetterfassung und prozessbegleitende berwachung im industriellen Ma stab aller heutigen Anlagengr enklassen von PBF-LB/M-Anlagentechnik demonstriert.