Keywords: LPBF, AM Pulverwerkstoffe, Legierungsentwicklung, Powder Blends

Entwicklung AM-optimierter Legierungen mittels Powder Blends

Rapid Alloy Development (RAD) ist ein Ansatz zur zeit- und kosteneffizienten Entwicklung von Legierungen durch den Einsatz pulverbasierter Additive Manufacturing (AM) Verfahren. Üblicherweise erfordert die Entwicklung neuer Legierungen zeit- und energieaufwändige Prozesse zur Erzeugung kleiner Schmelzen im Labormaßstab. Aus diesen werden mit Hilfe von konventionellen Fertigungsverfahren die gewünschten Probekörper erzeugt, die anschließend hinsichtlich ihrer Eigenschaften (mechanisch, physikalisch, etc.) untersucht werden. Dieser Vorgang wird iterativ solange wiederholt bis eine Legierungszusammensetzung ermittelt worden ist, die dem gesuchten Anforderungsprofil entspricht. Vor allem durch den Einsatz pulverbasierter AM-Verfahren ist es möglich, Legierungen zeit- und kosteneffizienter zu entwickeln. Zunächst werden homogene Mischungen von elementaren Pulvern hergestellt, die dann mittels AM verarbeitet werden, um Prüfkörper (Würfel, Zugstäbe, Gitter, etc.) aus Pulvermischungen herzustellen.

Somit entfallen zeit- und kostenintensive Schmelzen im Labormaßstab sowie die Herstellung von Prüfkörpern in konventionellen Fertigungsprozessen. Mittels RAD wird die Herstellung und Charakterisierung einer großen Anzahl von Proben mit unterschiedlichen Legierungszusammensetzungen innerhalb kürzester Zeit möglich und vor allem wirtschaftlich. Darüber hinaus fördert der Ansatz das Verständnis neuer Legierungssysteme, so dass Zusammensetzungen, die mittels RAD erstellt und durch AM verarbeitet werden, den herkömmlichen Methoden der Legierungsentwicklung überlegen sind. Der Lehrstuhl für Digital Additive Production DAP verfügt über weitreichendes Know-how und Kooperationen auf dem Gebiet der Legierungsentwicklung. Um die gesamte Prozesskette von RAD auf dem RWTH Aachen Campus abzudecken, hat der Lehrstuhl DAP neben einer einzigartigen AM-Infrastruktur, Zugang zu einem Pulververdüsungsturm, Prüfständen sowie metallurgischem Equipment.