Einfluss der Bauplattentemperierung auf die Umwandlungseigenschaften einer generativ verarbeiteten Cu-11,85Al-3,2Ni-3Mn-Formgedächtnislegierung

Kupferbasierte Legierungen mit Formgedächtniseffekt (z. B. Cu-Al-Ni-Mn) sind vergleichs-weise kostengünstige Vertreter im Bereich der Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen (HT-FGL) mit guten Umwandlungseigenschaften. Üblicherweise werden sie über konventionelle schmelzmetallurgische Prozesse hergestellt und dann einer thermomechanischen Behandlung unterzogen. Für die vorliegende Arbeit wurde die Formgedächtnislegierung Cu-11,85Al-3,2Ni-3Mn (Masse-%) mit hohen Abkühlraten unter Nutzung des Laserstrahlschmelzens (Laser Beam Melting - LBM) prozessiert und end-konturnahe Bauteile mit einer hohen relativen Dichte, feinkörnigem Gefüge und Umwandlungstemperaturen im Bereich von 100°C hergestellt. Das Ziel der weiterführenden Arbeiten lag darin, das Umwandlungsverhalten bereits während der Herstellung durch Verwendung einer Substratheizung zu beeinflussen, um auf eine nachträgliche Wärmbehandlung zur Erhöhung der Umwandlungstemperaturen verzichten zu können. Die Werte der Substratheizung wurden dafür in einem Bereich von 150 bis 450°C variiert und zunächst der Einfluss auf die Phasenbildung untersucht. Aufgrund der konstant anliegenden Wärme erfolgt eine Glühbehandlung der bereits erschmolzenen Schichten, wodurch sich, je nach Temperatur und Bauteilhöhe, eine deutliche Erhöhung der Umwandlungstemperaturen ergibt. Durch die Nutzung des Laserstrahlschmelzens in Kombination mit einer Substratheizung ergibt sich eine neue Möglichkeit für die Herstellung von endkonturnahen Kupfer-Basis-Formgedächtnisbauteilen. Die Umwandlungseigenschaften lassen sich während der Herstellung, in Abhängigkeit von der Prozessauslegung, gezielt einstellen. Dadurch wird eine Programmierung potentieller FGL-Geometrien ermöglicht, ohne die Formgedächtnis-eigenschaften (z. B. Pseudoelastizität) negativ zu beeinflussen.