Die vorliegende Arbeit erforscht die Anlagenübertragbarkeit von LPBF Anlagen als Schlüssel zum größeren industriellen Einsatz des ökologischen und ökonomischen Fertigungsverfahrens. Aufgrund der Komplexität des Themas wird nur der Teilaspekt des Einflusses des Bearbeitungswerkzeuges auf das Bearbeitungsergebnis fokussiert. Ziel der Untersuchung ist der Anlagenübertrag des Bearbeitungsergebnisses zwischen Anlagen mit einer maximalen Abweichung des Bearbeitungsstrahldurchmessers zwischen 34 µm und 100 µm. Dies umfasst nahezu alle aktuell kommerziell verfügbaren LPBF Anlagensysteme. 
Ergebnis ist, dass der Übertrag für alle aktuell industriell verfügbaren Fokusstrahldurchmesser von 34 - 100 µm gelingt. Dabei werden drei verschiedene Methodiken zum Übertrag betrachtet. Die erste Methodik findet Anwendung bei Abweichung des Bearbeitungsstrahldurchmessers kleiner 15 %. In diesen Fällen wurde die normierte Enthalpie oder die Intensität Umrechnung als zielführend identifiziert. Werden die Abweichungen größer, scheitert diese Methodik. In diesem Fall ist eine Betrachtung des Umschmelzregimes sinnvoll. Mithilfe des Breiten- zu Tiefenverhältnisses wird das Übergangsschweißregime reproduziert. Im dritten Fall wird mit Defokussierung gearbeitet. Dabei kann der kleinste Fokusstrahldurchmesser auf den doppelten Durchmesser defokussiert werden. So wird weiterhin mit ein und demselben Bearbeitungs-strahldurchmesser bearbeitet und die Bearbeitungsergebnisse werden bei guter Strahlqualität vergleichbar. In den Untersuchungen war eine Fokusverschiebung oberhalb der Pulverbettebene zielführend.
Die Anlagenübertragbarkeit ist bei Beachtung der Bedeutung des Bearbeitungswerkzeuges möglich und trägt so zur Skalierbarkeit des LPBF Verfahrens bei. Durch ihre ökologisch hocheffizienten Eigenschaften und die ökonomischen Vorteile der Skalierung leistet die Arbeit einen Beitrag zur Reduktion des industriellen Ressourcenverbrauchs. Davon wiederum profitieren Umwelt, Klima und zukünftige Generationen.

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Autor Day, Robin
Gewicht 0.216 kg
Erscheinungsdatum 05.12.2022
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Dissertationen

Day, Robin

Einfluss des Laserstrahldurchmessers auf das Bearbeitungsergebnis beim Laser Powder Bed Fusion

ISBN: 978-3-98555-123-1
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Kurzbeschreibung

Die vorliegende Arbeit untersucht die Anlagenübertragbarkeit von LPBF Anlagen als Schlüssel zum größeren industriellen Einsatz des ökologischen und ökonomischen Fertigungsverfahrens. Aufgrund der Komplexität des Themas wird nur der Teilaspekt des Einflusses des Bearbeitungswerkzeuges auf das Bearbeitungsergebnis fokussiert. Ziel ist es Methoden zur Anlagenübertrag des Bearbeitungsergebnisses zwischen Anlagen mit Bearbeitungsstrahldurchmessers zwischen 34 µm und 100 µm zu gewährleisten. 

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