Elementparameter zur Oberflächencharakterisierung additiv gefertigter Metall Komponenten

Additive Fertigungstechnologien (AM) bieten Potenzial für die Entwicklung funktional integrierter Leichtbaukonstruktionen, biomimetischer Strukturen und Materialeinsparungen. Typischerweise sind die Oberflächen im Ur-Zustand (d.h., ohne Nachbearbeitung) durch Pulverpartikelagglomerationen und andere typische Merkmale gekennzeichnet, was zu einer hohen initialen Oberflächenrauheit führt, die einen negativen Einfluss auf die Dauerfestigkeit von Bauteilen hat. Um alle Vorteile der Technologie nutzen zu können, müssen die kritischen Oberflächenmerkmale für die Rissentstehung bei Ermüdungsbeanspruchung identifiziert werden, insbesondere für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Ein erster Schritt zur Verwirklichung dieses Ziels ist die Charakterisierung der Oberflächentextur auf Grundlage der Quantifizierung von Oberflächenmerkmalen mittels Elementparametern.
Ausgewählte Elementparameter werden für drei verschiedene Oberflächenzustände von Aluminiumlegierungsproben aus dem Selektiven Laserstrahlschmelzverfahren (LPBF) ausgewertet und verglichen.

Additive manufacturing (AM) technologies show potential for the development of functionally integrated lightweight designs, biomimetic structures and material savings. Typically, as-built surfaces are characterized by powder particle agglomerations and re-entrant features, leading to a high initial surface roughness, which is associated with poor fatigue performance. In order to make use of the full range of advantages with special focus on aerospace applications, critical features for crack initiation when sub-jected to fatigue loading need to be identified and mitigated. A first step toward achieving this goal is the surface texture characterization based on the quantification of surface features by means of surface feature parameters. Selected areal feature parameters are evaluated and compared for three different as-built surface conditions of aluminium alloy samples from laser powder bed fusion (LPBF).