Das additive Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF) hat sich in einigen Bereichen zum Serienfertigungsverfahren entwickelt, bspw. im Turbomaschinenbau und in der Medizintechnik. Durch die Industrialisierung wird auch zunehmend Bedarf am LPBF-Verfahren für Ersatzteile und Kleinserien in der Werkzeugindustrie abgeleitet, um die Standzeiten zu steigern und Entwicklungszeiten zu verkürzen. Im Vergleich zur konventionellen Fertigung sind die Integration innenliegender Kühlkanäle oder der Einsatz von Gitterstrukturen zur Gewichtseinsparung im Zusammenhang mit einer höheren Geometriefreiheit Schlüssel zur Herstellung komplexer, individueller Sonderanfertigungen für die Werkzeugindustrie. Daher kann abgeleitet werden, dass die Werkstoffauswahl für das LPBF-Verfahren um weitere Werkzeugstähle erweitert werden muss. Für den Einsatz als Schneidwerkzeug eignen sich insbesondere hochlegierte, karbidhaltige, abrasionsbeständige Werkzeugstähle wie Schnellarbeitsstähle. Jedoch neigen hochlegierte Werkzeugstähle bei der Verarbeitung mittels LPBF aufgrund innerer Spannungen zur Rissbildung. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Verarbeitbarkeit von Schnellarbeitsstählen am Beispiel von HS6-5-3-8 anhand unterschiedlicher LPBF-Prozessführungen untersucht. Ziel ist die grundlegende Untersuchung der Einfluss-Wirk-Zusammenhänge zwischen der LPBF-Prozessführung (Vorheizungstemperaturen), Systemtechnik (Schutzgasführung), Bauteilanzahl und Bauteilhöhe sowie der chemischen Zusammensetzung auf die resultierende Defektdichte, Gefüge und Bauteilhärte von HS6 5 3 8. Die entwickelte Prozessführung soll als Ausgangspunkt für die Fertigung von einem Technologiedemonstrator genutzt werden. Die verbleibenden Herausforderungen bei der Verarbeitung von Schnellarbeitsstahl HS6-5-3-8 mittels LPBF werden dabei vorgestellt. Die erfolgreiche Verarbeitbarkeit (große Bauteildichte, rissfreie Proben und homogenes Gefüge) bei Einsatz von Vorheiztemperaturen ≤ 450 °C kann demonstriert werden.

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Autor Saewe, Jasmin
Gewicht 0.315 kg
Erscheinungsdatum 27.07.2022
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Dissertationen

Saewe, Jasmin

Untersuchungen der Verarbeitbarkeit des Schnellarbeitsstahls HS6-5-3-8 mittels Laser Powder Bed Fusion

ISBN: 978-3-98555-097-5
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Kurzbeschreibung

In dieser Arbeit wird das Ziel verfolgt, durch die grundlegende Untersuchung die Einfluss-Wirk-Zusammenhänge zwischen der LPBF-Prozessführung (Vorheizungstemperaturen), Systemtechnik (Schutzgasführung), Bauteilanzahl und Bauteilhöhe sowie der chemischen Zusammensetzung auf die resultierende Defektdichte, Gefüge und Bauteilhärte von HS6 5 3 8 festzustellen. Die erfolgreiche Verarbeitbarkeit (große Bauteildichte, rissfreie Proben und homogenes Gefüge) wird demonstriert.

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