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Pulverherstellung und -charakterisierung, Entwicklung fortschrittlicher Legierungen, Wiederverwertbarkeit von Pulver für PBF
Wir haben uns auf additive Fertigungstechnologien (AM) spezialisiert, mit besonderem Schwerpunkt auf laserbasierten Pulverbettfusionsverfahren (PBF-LB). Unser Ziel ist es, endkonturnahe Komponenten herzustellen, die den Bedarf an zusätzlichen Werkzeugen und den Materialabfall reduzieren. Dies ist besonders wichtig angesichts der hohen Kosten und Umweltauswirkungen der Ausgangsmaterialien, die beim LPBF von Al-Legierungen verwendet werden.
Wir erforschen derzeit das Potenzial und die Grenzen des Einsatzes von recycelten hochfesten Al-Legierungen in LPBF. Unsere ersten Untersuchungen konzentrieren sich auf den Einfluss von Eisen, einer häufigen Verunreinigung in recyceltem Aluminium, auf die Verarbeitbarkeit und Rissbildung von AlMgSc-Legierungen. Unsere Forschung erstreckt sich auf die Untersuchung der Fe-Toleranz einer handelsüblichen AlMgSc-Legierung, indem wir sie mit Fe-Pulvern mit unterschiedlichem Gehalt mischen und die anschließende Verarbeitung und Charakterisierung durchführen. Dazu gehören mikrostrukturelle Analysen und mechanische Tests sowohl bei Raum- als auch bei Hochtemperaturen sowie die Bewertung der Korrosionseigenschaften der verschiedenen Legierungen.
Die nächste Phase unserer Forschung konzentriert sich auf die Rolle von Mg, einem Mischkristallverfestiger in den Al-Legierungen der Serie 5xxx, im Hinblick auf die Prozessrobustheit und die Recyclingfähigkeit. Die Neigung von Mg, während des Prozesses zu verdampfen, stellt eine Herausforderung dar, wenn es darum geht, gleichbleibende Eigenschaften bei Teilen zu erhalten, die an verschiedenen Positionen auf der Bauplatte und mit unterschiedlichem Grad der Pulverwiederverwendung hergestellt werden. Dieser Mg-Verlust tritt nicht nur während des Prozesses, sondern auch während der Pulverherstellung auf und behindert die optimale unendliche Wiederverwertbarkeit von Aluminium. Deshalb untersuchen wir die Auswirkungen dieser Verluste auf die Pulver- und Bauteileigenschaften, indem wir einige additiv gefertigte Komponenten zerstäuben, die mit einer Mg-reichen und einer Mg-freien Al-Legierung speziell für AM hergestellt wurden.
Im Wesentlichen zielt unsere Forschung darauf ab, das Verständnis dafür zu erweitern, wie Verunreinigungen wie Eisen oder Elemente mit niedrigem Schmelzpunkt wie Magnesium die Verarbeitbarkeit, die mechanischen Eigenschaften und die Recyclingfähigkeit von Al-Legierungen in LPBF beeinflussen können. Unser Ziel ist es, einen Beitrag zur Förderung nachhaltiger und effizienter additiver Fertigungsverfahren zu leisten.