Additive Fertigung von Ti-6Al-4V im selektiven Laserstrahlschmelzverfahren unter XHV-adäquater Atmosphäre

Zusammenfassung

Atmosphärischer Sauerstoff führt im selektiven Laserstrahlschmelzen von Metallen zu einer Degradation der Bauteil- und Pulvereigenschaften. Durch die Zugabe geringer Mengen des Gases Monosilan zur Prozessatmosphäre ist ein Restsauerstoffgehalt adäquat zu dem in einem extrem hohen Vakuum (XHV) erreichbar. In dieser Arbeit wird das selektive Laserstrahlschmelzen von Ti-6Al-4V erstmalig unter einer solchen Atmosphäre durchgeführt. Durch die Aufstellung von empirischen Prozessmodellen wird der Einfluss der Atmosphäre auf das Prozessfenster und die Bauteilqualität untersucht. Basierend darauf werden die Bauteileigenschaften und das Prozessverhalten charakterisiert. Mittels einer koaxialen Hochgeschwindigkeitskamera und computergestützter Bildverarbeitung wird das Schmelzbad- und Spritzerverhalten analysiert. Die XHV-adäquate Atmosphäre beeinflusst die Bauteileigenschaften nicht signifikant, führt jedoch zu einer Verringerung von Spritzeranzahl und -oxidation und kann somit einen wichtigen Beitrag zu einer verringerten Pulverdegradation und gesteigerten Ressourceneffizienz leisten.