Entwicklung einer Charakterisierungsmethode für Rohmaterialien von pulverbasierten additiven Fertigungsverfahren

Gegenstand dieser Forschungsarbeit ist die Entwicklung von Methoden zur Charakterisierung der dissipierenden Eigenschaften von Pulvern, um Designkriterien für additiv gefertigte Pulverdämpfer abzuleiten. Eine Schwingprüfanlage mit eigens entwickelten Aufsätzen und angepasster Messtechnik wurde eingesetzt, um Pulverproben präzise bei verschiedenen Frequenzen und Amplituden in Schwingung zu versetzen und dabei charakteristische Maße für die Energiedissipation durch Pulverdämpfung aufzudecken. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zunächst mittels etablierter physikalischer Messmethoden Pulvereigenschaften wie beispielsweise Form, mittlerer Durchmesser, Schütt- und Klopfdichte ermittelt und anschließend anhand der eigens entwickelten Methoden Einflussgrößen, wie zum Beispiel der Verformungszustand des Pulvers, die Pulvermasse und die Anregungsfrequenz untersucht. Zwei verschiedene Modifikationen wurden im Rahmen dieser Arbeit erprobt: Der erste Aufbau gibt Aufschluss über die von Partikelwechselwirkung dominierte Dämpfung. Der zweite Aufbau ist angelehnt an ein Rheometer und liefert Informationen über die Reibungs-kräfte von Pulver an Grenzflächen. Beide Verfahren bieten komplementäre Einblicke in das dynamische Verhalten von Pulver, die relevant sind für die Anwendung in pulverintegrierten Bauteilen mit maßgeschneiderten Dämpfungseigenschaften. Die Ergebnisse aus der vor-liegenden Arbeit ermöglichen die Optimierung des Einsatzbereiches für spezifische Pulver, auf der in Zukunft Designstrategien für additiv gefertigte funktionsintegrierte Material-systeme aufbauen können.