title: Reparatur und Modernisierung metallischer Bauteile durch pulverbettbasiertes Schmelzen mittels Laserstrahl
title: Additive Repair and refurbishment of metallic components using powder bed fusion with laser beam
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Ganter, Nicola Viktoria
Publisher: name: Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
Year: 2023
Subjects: subject: PBF-LB
subject: Additive Repair
subject: Remanufacturing
subject: Restoration
subject: Design for remanufacturing
subject: Wiederaufbereitung
subject: Reparatur
subject: recyclinggerechte Konstruktion
subject: enthält Forschungsdaten
subject: contains research data
subject: Dewey Decimal Classification::600 | Technik

description: Additiv gefertigte Bauteile zeichnet vielfach ein hohes Maß an Funktionsintegration und eine hohe Formkomplexität, die filigrane Strukturen beinhaltet, aus. Damit stellen die Bauteile allerdings im Falle eines Schadens eine Herausforderung für eine Reparatur mittels konventioneller Reparaturver-fahren dar. Das additive Fertigungsverfahren pulverbettbasiertes Schmelzen mittels Laserstrahl (PBF-LB) bietet das Potenzial, Bauteilbereiche einer hohen Formkomplexität mit filigranen Struk-turen und einem hohen Maß an Funktionsintegration in der Reparatur eines metallischen Bauteils wiederherzustellen. Das Verfahren eröffnet außerdem weitreichendes Potenzial, um bestehende Bau-teile funktional zu verbessern und zu modernisieren. Bislang fehlt potenziellen Anwender*innen in der Regel jedoch das Knowhow, um das PBF-LB für eine Reparatur und Modernisierung von me-tallischen Bauteilen (engl.: Metal Additive Repair and Refurbishment, MAR/R) einzusetzen. Die Zielsetzung dieser Arbeit besteht in der Erarbeitung und Bereitstellung des erforderlichen Experten-wissens für die Planung sowie ressourceneffiziente Durchführung eines MAR/R mittels PBF-LB. Der methodische Ansatz beinhaltet das Identifizieren des Expertenwissens aus der Literatur sowie der praktischen Durchführung von MAR/R mittels PBF-LB für sieben unterschiedliche Anwen-dungsfälle. Das identifizierte Expertenwissen wird in Form von Hilfsmitteln, wie bspw. Vorgehens-modellen und Checklisten sowie softwarebasierten Unterstützungswerkzeugen bereitgestellt. Für eine durchgängige Prozessunterstützung wurden die Hilfsmittel und Unterstützungswerkzeuge in ein Vorgehensmodell zum MAR/R integriert. Diese bilden gemeinsam das entwickelte Rahmenwerk zum MAR/R mittels PBF-LB. Gegenüber bestehenden Rahmenwerken wird das Expertenwissen mit einem hohen Detaillierungs-grad bereitgestellt und eine funktionale Verbesserung und Modernisierung von Bauteilen wird adres-siert. Für die Entscheidung, ob PBF-LB das geeignete MAR/R-Verfahren für ein Bauteil ist, werden die relevanten technischen Entscheidungskriterien in dem Rahmenwerk vorgestellt. Darauf aufbau-end wird ein Anwendungsfall-Katalog bereitgestellt, der das Erfahrungswissen hinsichtlich der Bau-teilmerkmale erfolgreicher MAR/R-Anwendungsfälle und den eingesetzten Prozessketten beinhaltet. Darüber hinaus werden Konzepte für softwarebasierte Unterstützungswerkzeuge vorgestellt, die ent-sprechend den Eingaben über ein Bauteil eine MAR/R-Prozesskette empfehlen. Für die Erstellung des CAD-Modells für den PBF-LB Prozess werden die zu berücksichtigenden Aspekte in Checklisten zusammengefasst und in einem Konzept für ein Expertensystem abgebildet. Zur Unterstützung des Vorrichtungsbaus wird eine Checkliste sowie ein Konfigurationssystem vorgestellt. Abschließend wird auf konstruktive Maßnahmen im Sinne eines Design for Metal Additive Repair and Refurbishment (DfMAR/R) zur Steigerung der Ressourceneffizienz eingegangen.