SPP2122

Additive Fertigungsverfahren, besonders das Laserstrahlschmelzen im Pulverbett (L-PBF), gewinnen in Forschung und Industrie auf Grund ihrer vielfältigen und flexiblen Anwendbarkeit immer mehr an Bedeutung. Sie bieten die Möglichkeit komplexe 3D-Strukturen zu erzeugen und lokal angepasste Mikrostrukturen und damit auch mechanische Eigenschaften zu erzeugen. Im Rahmen dieses Projektes werden (hyper-)eutektische Al-Ni und Al-Ni-Ce Legierungen im L-PBF Prozess untersucht. Durch Anpassung der Legierungszusammensetzung und damit auch des Erstarrungspfades werden fundamentale Aspekte der Erstarrungsdynamik und der Ausbildung ultrafeiner eutektischer Mikrostrukturen untersucht. Auf Grund ihrer potentiell hohen Festigkeit und thermischen Stabilität sowie guter Gießbarkeit sind Al-Ni Legierungen interessante Kandidaten für die additive Fertigung. Mit Hilfe der Gefügesimulation werden quantitative Korrelationen zwischen Prozessparametern und Mikrostruktur abgeleitet, insbesondere der Einfluss der Legierungszusammensetzung auf die Mikrostruktur und die Erstarrungsdynamik. Die Simulationsergebnisse werden experimentell für eine Reihe von binären und ternären Legierungen validiert. Proben für die Charakterisierung der Mikrostruktur werden dabei von unserem Projektpartner LPT-FAU Erlangen bereitgestellt. In Erlangen werden dazu auch analytische Modelle entwickelt, mit denen sich die lokalen thermischen Erstarrungsbedingungen als Funktion der Prozessparameter abschätzen lassen. Die Korrelation zwischen Prozessstrategie und Erstarrungsverhalten ist ein erster Schritt in Richtung lokal angepasster Mikrostrukturen.