Möglichkeiten und Grenzen bei der generativen Herstellung metallischer Bauteile durch das Strahlschmelzverfahren

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Die unterschiedlichen Untersuchungen in dieser Arbeit zeigen die Möglichkeiten und Grenzen der Strahlschmelztechnologie auf. Durch die bis heute stark eingeschränkte Werkstoffauswahl dieser Technologie wird eine Verfahrenssystematik für die Qualifizierung neuer Werkstoffe am Beispiel einer Nickelbasis-Legierung entwickelt, die sich zur Herstellung rissfreier, verzugsarmer und dichter Bauteile mit homogenem Gefüge eignet und auf andere Werkstoffe übertragbar ist. Für die optimale Auslegung und Nutzung strahlgeschmolzener Bauteile werden zusätzlich umfassende Werkstoffuntersuchungen durchgeführt. Zugversuche an strahlgeschmolzenen Edelstahlzugproben unterschiedlicher Orientierungen, Oberflächenqualitäten und Belichtungsstrategien zeigen, dass die ermittelten Festigkeitswerte mit einer durchschnittlichen Zugfestigkeit Rm von 935 N/mm² den Angaben für konventionelle Fertigungsverfahren unterschiedlicher Behandlungszustände für den gleichen Ausgangswerkstoff entsprechen. Weiter werden die anisotropen Materialeigenschaften auf eine transversale Isotropie eingegrenzt, da der Polarwinkel im Vergleich zum Azimutwinkel die größte Abhängigkeit der Festigkeitswerte aufweist. Den zweitgrößten Einfluss auf die Festigkeitswerte hat die Oberflächenqualität. Die Belichtungsstrategien weisen nur sehr geringe Unterschiede zueinander auf. Außerdem wird gezeigt, dass sich die Technologie für die stabile und anbindungsfeste Herstellung von Hybridbauteilen unterschiedlicher Werkstoffpaarungen eignet.