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Schwerpunktprogramm 2122 “Materials for Additive Manufacturing”

Qualification of new steel-alloying strategies for LAM powders by combined in-situ additivation, agglomeration and in-/post-process treatment

Das Hauptziel des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Schwerpunktprogramms 2122 ist die Synthese neuer Metall- und Polymerpulver für die effiziente laserbasierte additive Fertigung durch Formulierungen, Additivierung und (chemische) Modifikation von neuen und kommerziellen Pulvern. Dadurch soll die Auswahl für die der laserbasierten additiven Fertigung (LAM) zugänglichen Pulvermaterialien deutlich erweitert werden. Die Verbesserung der Verarbeitbarkeit beinhaltet Anforderungen wie effiziente, zyklusarme, hochreproduzierbare und präzise laserbasierte additive Fertigungsprozesse.

Eines der elf Teilprojekte ist das Tandemprojekt „Qualification of new steel-alloying strategies for LAM powders by combined in-situ additivation, agglomeration and in-/post-process treatment” in Kooperation des Leibniz Instituts für Werkstofforientierte Technologien – IWT mit der Universität Bochum – Lehrstuhl Werkstofftechnik (LWT) und der Universität Dortmund – Fachgebiet Werkstoffprüftechnik (WPT). Das Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung neuer Ausgangsstoffe für die additive Fertigung und deren Qualifizierung für die Verarbeitung von martensitisch, härtbaren Werkzeugstählen oder Gusseisen durch LAM.

Durch das Mischen von Eisen- und Ferrolegierungspulvern soll der Gehalt bestimmter Elemente wie Cr, Mn, Ni erhöht werden, um bspw. weißes Gusseisen und ledeburitische Kaltarbeitsstähle herzustellen. Auch die Mischungen aus Ferrolegierungspulvern und reinen Elementen, die durch Agglomeration zu fließfähigen Pulvern konditioniert werden, sollen in vegleichbarer Weise verarbeitet werden. Es wird davon ausgegangen, dass ähnliche Legierungen bzw. chemische Zusammensetzungen, trotz der unterschiedlichen Verarbeitungswege, gleichwertige Eigenschaften der Pulver erreichen können.

Dies würde bedeuten, dass nur wenige Basispulver mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen benötigt werden, um mehrere Legierungen zu erzeugen. Die additive Fertigung auf Laserbasis kann die Entwicklung neuer Legierungen aufgrund wirtschaftlicher und verfahrenstechnischer Vorteile erheblich beschleunigen, da der Mikrostrukturbildungsprozess und die damit verbundene Bildung von inneren Defekten vom LAM-Verdichtungsprozess entkoppelt werden kann.

Zur Bearbeitung der komplexen werkstofforientierten Forschung innerhalb des SPP 2122 werden alle Aspekte in einem ganzheitlichen Ansatz hinsichtlich der Pulverherstellung, -konditionierung und -verarbeitung (IWT), des Legierungsdesigns und der Gefügeuntersuchung der entworfenen Pulver (LWT) sowie der mikrostrukturellen, mikro-magnetischen und mechanischen Charakterisierung der SLM-Bauteile (WPT) behandelt. 

Weitere Informationen zu dem Teilprojekt oder auch dem Gesamtprojekt SPP 2122 finden Sie hier.

Eine der Veröffentlichungen zu dem Projekt finden Sie hier.