KOBFS - Lufo

Objectives

The reduction of process times in additive manufacturing is a major focus of research. The aim of the investigation was to reduce the time, required for a process route, of the additive manufacturing process for the Ti6Al4V titanium alloy with subsequent HIP process.

Verfahren
Die vorliegende Studie verfolgt daher umfassende Untersuchungen zu den mechanischen Eigenschaften der Titanlegierung TiAl6V4, die in einer optimierten Prozesskette verarbeitet wurde. Durch die Optimierung der Prozessparameter wird die Produktionsgeschwindigkeit drastisch erhöht, die prozessbedingten Defekte werden kontrolliert eingestellt und durch eine thermische Nachbehandlung (HIP) eliminiert. Das Ergebnis ist eine schnellere Verarbeitbarkeit der Titanlegierung und damit eine bessere Wirtschaftlichkeit. In einspurigen Versuchen wurde ein HighSpeed-Parameterfenster ermittelt. Anschließend werden die mechanischen Kennwerte der Proben in Zugversuchen und Ermüdungsversuchen ermittelt. Sowohl die statischen als auch die dynamischen Messergebnisse sind im Vergleich zum konventionellen Weg sehr ausreichend.

Errungenschaften
Die Belichtungszeit während des additiven Fertigungsprozesses wurde auf 50% reduziert. Auch die anschließende HIP-Behandlung reduziert die Poren auf bis zu ca. 6 %. Im Vergleich zu Proben, die nicht mit HighSpeed-Parametern erzeugt wurden, sind die mechanischen Eigenschaften identisch. Darüber hinaus erzeugt der HighSpeed-Parameter keine erhöhten Eigenspannungen im Bauteil. Dies führt zu einer Prozesszeitverkürzung von rund 25 %. Diese wurden an einer kardanischen Probe validiert, deren Prozesszeit von 49 Stunden auf 38 Stunden reduziert werden konnte.