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CAD-integrierte Schichtdatenerzeugung für feine Gitterstrukturen und Bestimmung geeigneter Fertigungsparameter für Laser-Strahlschmelzen

CAD-integrated slice data generation for fine lattice structures and determination of suitable manufacturing parameters for laser beam melting
 
: Korn, Hannes; Koch, Peter; Bittner, Florian; Kordaß, Richard; Holzhausen, Stefan; Müller, Bernhard; Schöne, Christine; Stelzer, Ralph

Kynast, M.:
Rapid.Tech + FabCon 3.D. International Trade Show + Conference for Additive Manufacturing : Proceedings of the 15th Rapid.Tech Conference Erfurt, Germany, 5 – 7 June 2018
München: Hanser, 2018
ISBN: 978-3-446-45812-3
ISBN: 978-3-446-45811-6
pp.361-376
International Trade Show & Conference for Additive Manufacturing <15, 2018, Erfurt>
Rapid.Tech Conference <15, 2018, Erfurt>
FabCon 3.D Conference <2018, Erfurt>
German
Conference Paper
Fraunhofer IWU ()
Gitterstruktur; Belichtungsstrategie; Punktbelichtung; LBM; Ti6Al4V

Abstract
Bis heute werden Bauteile mit Gitterstrukturen überwiegend als Anschauungsobjekte verwendet statt als lasttragende Elemente von tatsächlich eingesetzten Bauteilen, obwohl die mechanischen Eigenschaften von Gitterstrukturen in weiten Grenzen variiert werden können. Die Eigenschaften von Gitterstrukturen sind jedoch ausgesprochen sensibel gegenüber Abweichungen von der Sollgeometrie. Je feiner die Strukturenwerden, desto mehr hängt zudem die resultierende Geometrie nach der Fertigung von der verwendeten Belichtungsstrategie und den Belichtungsparametern ab. Die derzeit für Vollmaterial eingesetzte Belichtung mit Unterscheidung von Kontur und Füllung (CH-Belichtung) ist für die maßhaltige Herstellung von dünnen Stäben (⌀ < 400 μm) ungeeignet.Mit der Punkt-Belichtung (P-Belichtung) sind im Vergleich zurkonventionellen Belichtungsstrategie deutlich kleinere Stabdurchmesser(⌀ < 150 μm) herstellbar. Aufgrund von Beschränkungen der Maschinensoftware ist die P-Belichtungbei kommerziell verfügbaren LBM-Anlagen üblicherweise nicht nutzbar. Daher wird in dieser Arbeit eine Quasi-P-Belichtung verwendet, die Punkteersatzweise durch einzelne kurze Scan-Vektoren darstellt. Hierzu wird ein spezieller Slicer entwickelt, der die benötigten Scanvektoren innerhalb eines Bauteils sowohl für P-belichtete Gitterstrukturen als auch für Vollmaterial-Bauteilabschnitte erzeugen kann. Um die Beziehung zwischen Scanvektoren, Laserparametern und den resultierenden Stabdurchmessern zu untersuchen, werden die Stabstärken an Probekörpern vermessen. Des Weiteren wird das Gefüge zur Abschätzung der zu erwartenden mechanischen Eigenschaften untersucht.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-497064.html