Beim Laserstrahlschmelzen (Laser Beam Melting) werden pulverförmige Materialien schichtweise zu einem Objekt mit Hilfe von einem Laser verschmolzen. Die Qualität der Ergebnisse ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Abweichungen vom Prozess können dabei zu Bauteilfehlern führen, wie eine mehrjährig angelegte Studie von österreichischen, belgischen und deutschen Forschern jetzt ergab.
AM 4 Industry
Die Forscher untersuchten im Zuge eines der ecoplus Clusterinitiativen Mechatronik und Kunststoff geleiteten COllectiv Research NETwork (CORNET) die möglichen Prozessabweichungen während dieses 3D-Druckverfahrens und die entstehenden Bauteilfehler.
Thomas Schlauf (FOTEC), Max Lutter-Günther (IGCV) und Claudia Rosenkranz (IGCV) sind Teil des „AM 4 Industry„-Projekts. Acht Forschungspartner und 51 Firmen aus Deutschland, Österreich und Belgien arbeiteten zwei Jahre lang an Konzepten für den erfolgreichen Einsatz des 3D-Drucks in der Industrie.
Untersuchungen mit M280-Laserschmelzanlage von EOS
Beim Forschungs- und Technologietransferunternehmen FOTEC steht eine M280 Laserschmelzanlage vom 3D-Drucker-Hersteller EOS, mit der die Auswirkungen verschiedener Prozessabweichungen auf die Bauteilequalität untersucht wurden. Die Forscher unterschieden zwischen Bauteil-, Bau- und Materialfehlern, welche durch eine Hauptfehlerquelle wie Maschine, Material, Prozess oder Mensch verursacht wurden. Sehr häufig gab es Fehler bei den Bauteilen oder Materialien wie Abweichungen in der Geometrie, unzureichender Oberflächenqualität, Haftfehler oder Porosität. Bei den Baufehlern wurde zwischen automatischem Baustopp mit Abfall, intakten Teilen oder manuellem Baustopp, der Schweißspritzen bei Störungen im Schutzgasstrom verhindern sollte.
Um diese Fehler zu beurteilen, druckten sie Zugproben, die nach ASTM E – 8 parallel zur Prozessüberwachung getestet und in einem LBM-3D-Druck-Fehlerkatalog festgehalten wurden. Der Fehlerkatalog soll industriellen Anwendern dabei helfen, 3D-Drucktechnologien erfolgreich in ihr Unternehmen zu integrieren. Die Forschungsergebnisse wurden auf der Website des Projekts veröffentlicht.
