28.04.2020

Anlage für das Laserstrahlschmelzen im Pulverbett

Anlage für das Laserstrahlschmelzen im Pulverbett an der BAM

Quelle: BAM

Additiv gefertigte Bauteile werden derzeit – mit wenigen Ausnahmen – nicht in sicherheitskritischen Bereichen eingesetzt. Der Grund hierfür liegt in fehlenden Kriterien, nach denen additiv gefertigte Bauteile auszulegen, zu prüfen und zu qualifizieren sind. Bestehende Regelwerke und Erkenntnisse lassen sich aufgrund vielfältiger prozessbedingter Einflussgrößen, der geometrischen Freiheitsgrade der Produkte und der komplexen Werkstoffbeeinflussung nicht ohne Weiteres übertragen.

Im Zentrum der Aktivitäten der BAM stehen daher die Fragestellungen: Welche werkstofftechnischen Eigenschaften und Versagensmechanischen liegen bei additiv gefertigten Bauteilen vor? Wie kann durch prozesstechnische und metallurgische Maßnahmen die Qualität der Bauteile verbessert werden? Wie lässt sich prozessbegleitend die Qualität auch bei komplexen Geometrien zuverlässig erfassen und sicherstellen?

Die BAM bündelt hierfür die Expertise unterschiedlicher Fachgebiete mit dem Ziel, diese in einem Kompetenzzentrum für Anwender aus der Forschung und Wirtschaft sichtbar und nutzbar zu machen. Sie nutzt dabei ihr breites Wissen über die Werkstoffanalytik, die zerstörungsfreie Materialprüfung und über die schweißtechnische Verarbeitung von Werkstoffen. Der BAM ist es dabei möglich, selbst additiv zu fertigen, um Prüfkörper und industrienahe Bauteile herzustellen, um u.a. an Vergleichs- und Ringversuchen teilzunehmen. Hierfür stehen Anlagen für die derzeitig wesentlichsten industriellen additiven Fertigungsverfahren metallischer Werkstoffe zur Verfügung: Laserstrahlschmelzen (LPBF), Laser-Pulver-Auftragschweißen (LMD) und Lichtbogengenerieren (WAAM).

Der BAM ist es damit unter einem Dach möglich, von der Charakterisierung der Ausgangsmaterialien über den additiven Aufbauprozess und die Prozessüberwachung bis zur Charakterisierung von Proben und Bauteilen und der Ermittlung mechanischer Kennwerte Erkenntnisse und Zusammenhänge zu gewinnen, um den zukünftigen Einsatz additiv gefertigter Bauteile in sicherheitsrelevanten Anwendungen zu ermöglichen.

Die gewonnen Erkenntnisse bilden dabei Grundlagen für die Erarbeitung geeigneter Normen für die additive Fertigung. Die BAM beteiligt sich intensiv in den entsprechenden Gremien und fördert den Expertenaustausch zwischen Industrie, Forschungseinrichtungen und Normungsgremien.

Ermüdung und Schadenstoleranz

Zerstörungsfreie Materialcharakterisierung

In-situ-Monitoring

Prozess- und Anlagenentwicklung

Einflüsse auf die Umwelt