Einfluss der Partikelgrößenverteilung von Inconel 718 auf die Verarbeitbarkeit beim 3D Binder Jetting Prozess

Komponenten aus Inconel 718 können durch konventionelle Verfahren wie Gießen oder Schmieden hergestellt werden. Ein Resultat sind inhomogene Mikrostrukturen, sodass eine Nachbearbeitung erforderlich ist um die Spannungen aufzulösen. Binder Jetting (BJ3DP) ist eine Technologie aus dem Additive Manufacturing (AM), die Komponenten mit einer komplexen Form direkt aus einem Computer Aided Model (CAD) erzeugt. In dem Prozess wird Metallpulver Schicht für Schicht aufgetragen und ein flüssiges Bindemittel wird verwendet, um sowohl die Partikel miteinander zu verbinden als auch eine Verbindung zwischen den Schichten zu erzeugen. Das Verfahren ähnelt dem Metallpulver-Spritzgießen (MIM) und es besteht eine hohe Chance, Komponenten mit einer homogenen Mikrostruktur herzustellen. Ein Nachteil des BJ3DP-Prozesses ist die signifikant höhere Schwindung der Körper im Vergleich zu konventionell hergestellten Körpern. In dieser Arbeit wird die Verarbeitbarkeit von Inconel 718 Pulver unter Berücksichtigung unterschiedlicher Partikelgrößenverteilungen auf einem BJ3DP-Drucker untersucht. Sinterparameter werden variiert und es sollen dichte und homogene Körper erzeugt werden. Gleichzeitig wird erwartet, dass sich die Schwindung aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Partikelgrößenverteilungen verringert. Durch den Einsatz von Pulvermischungen konnten Prüfkörper mit einer relativen Dichte von 95 % und einer Schwindung von 9,9 % - 12,5 % hergestellt werden. Diese Schwindung ist deutlich geringer als die bisher in der Literatur erreichten Werte (13,5 % - 21,5 %). Die Mikrostruktur der Prüfkörper ähnelt der Struktur der IN 718- Prüfkörper in der Literatur, die mit BJ3DP oder MIM hergestellt wurden. Eine homogene Verteilung von kleinen Poren über die gesamte Struktur und Ausscheidungen an den Korngrenzen konnten ermittelt werden.