Selektives Laserstrahlschmelzen von Verbundwerkstoff- systemen zur Herstellung metallischer Leichtbaustrukturen

Ziel dieses Teilprojekts ist es, das grundlegende Verständnis für die gezielte Einstellung von lokal variablen Werkstoffeigenschaften bei höher- und hochfesten Aluminiumlegierungen sowie amorphen Metallen im Laserstrahlschmelzen (LSS) zu verbessern. Regeln für die Skalierung von Leistung, Intensität und Bauteilabmessungen sollen abgeleitet werden. Zusammenhänge zwischen im Bauteil entstehenden Eigenspannungen, Wärmehaushalt im Prozessraum, metallurgischem Gefüge, Schmelzbadabmessungen und -dynamik werden untersucht. Neben vorlegierten Pulvern kommen auch modifizierte und heterogene Pulvermischungen zum Einsatz, aus denen im LSS-Prozess Verbundwerkstoffe erzeugt werden. Bei diesen Pulvermischungen werden sowohl die Partikelgrößenverteilung, die -form als auch die -zusammensetzung variiert, um die Auswirkungen auf Pulverschichtauftrag, LSS-Prozess und Bauteileigenschaften zu erforschen.

Die zeitlichen und räumlichen Temperaturgradienten werden manipuliert, indem Plattformtemperatur, Prozess-Atmosphäre und Intensitätsverteilung mit diffraktiver Strahlformung bei cw-Laserleistungen bis zu 8000 W in weiten Grenzen variiert werden. Um Experimente unter solchen Randbedingungen zu ermöglichen, wird eine selbst entwickelte LSS-Anlage aufgebaut. Sie gewährleistet außerdem vollständigen Zugriff auf alle steuerbaren Größen und hervorragende Zugänglichkeit für Messapparaturen.

Professor Schmidt
Michael Karg


Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt
Lehrstuhl für Photonische Technologien (LPT)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Konrad-Zuse Straße 3/5
91052 Erlangen
michael.schmidt@lpt.uni-erlangen.de

Dipl.-Ing. Michael Karg
Lehrstuhl für Photonische Technologien (LPT)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Konrad-Zuse Straße 3/5
91052 Erlangen
michael.karg@lpt.uni-erlangen.de

Michael Rasch, M.Sc.
Lehrstuhl für Photonische Technologien (LPT)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Konrad-Zuse Straße 3/5
91052 Erlangen
michael.rasch@lpt.uni-erlangen.de