SPP2122

Eutektische Al Legierungen mit angepassten Erstarrungspfaden zur Untersuchung fundamentaler Aspekte der Erstarrung in der laserbasierten additiven Fertigung

Ziel

Gefügeentwicklung in eutektischen Al-Ni Legierungen für die pulverbasierte additive Fertigung (L-PBF)

Kurzbeschreibung

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.

Projektpartner

Ansprechpartner/in

Dr. Markus Apel
+49 241 80 98009
m.apel@access-technology.de

Projektinformationen

Laufzeit 
10/1/2018 –
9/30/2021
Förderkennzeichen
409726740
Zuwendungsgeber
Deutsche Forschungsgemeinschaft e.V
Projektträger
Förderinitiative
SPP
Förderhinweis
Geschäftsfeld
Gefügesimulation
Projektstatus
in Bearbeitung