AMTwin - datengestützte Vorhersage des Ermüdungsverhaltens von additiv hergestelltem Ti-6Al-4V

Der additive Fertigungsprozess Laser Powder Bed Fusion ist gekennzeichnet durch vielfältige Einflussgrößen, deren komplexe Wechselwirkungen die hergestellte Werkstoffqualität signifikant beeinflussen. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit ausgewählten Prozessparametern und beschreibt Auswirkungen auf die resultierende Dichte, das Werkstoffgefüge, die Mikrohärte und die Festigkeit, deren Zusammenhänge empirisch bewertet werden. Mit diesem datenbasierten Vorgehen kann es möglich werden, die Eigenschaften eines additiv hergestellten Werkstoffes vorherzusagen, auch wenn physikalische Wirkzusammenhänge im Prozess nicht vollständig bekannt sind. Am Beispiel des Werkstoffes Ti-6Al-4V und einem pulverbettbasierten Fertigungsprozess werden eindeutige Abhängigkeiten aufgezeigt und auch unspezifische Einflussgrößen beschrieben. Es zeigen sich direkte Korrelationen zwischen mikrostrukturellen Merkmalen und den mechanischen Eigenschaften. Die Einflüsse aus dem Fertigungsprozess auf die mikrostrukturellen Merkmale sind aktuell jedoch nicht vollständig beschreibbar.

The additive manufacturing process laser powder bed fusion is characterized by a variety of influencing variables whose complex interactions significantly affect the material quality produced. This article considers selected process parameters and points out effects to the resulting density, material structure, microhardness and strength, whose correlations are empirically evaluated. This approach enables a data-based prediction of the mechanical behavior, even in case the physical interactions in the manufacturing process are not fully known. By using the material Ti-6Al-4V and a laser powder bed fusion process, clear dependencies can be shown. There are direct correlations between microstructural features and the mechanical properties. However, the influences of the manufacturing process cannot yet be satisfactory described at present.