Build-chamber preheating system for SLM

Die additive Fertigung (AM) von Metallbauteilen findet große Beachtung. Durch AM können hochkomplexe Bauteile mit zusätzlichen Funktionalitäten wie konturnaher Kühlung, Sensorik oder durchlässigen Strukturen erzeugt werden. Mit dem selektiven Laserschmelzen können filigrane Bauteile konturnah erzeugt werden. Die mittels SLM verarbeitbaren Legierungen sind jedoch begrenzt. Verbesserte SLM-Fertigungsbedingungen können entweder durch Materialanpassungen oder durch konsequente Pulvererwärmung auf bis zu 800 °C erreicht werden. So wird eine optimierte Wärmeverteilung in der SLM-Baukammer erreicht, indem zusätzlich zur standardmäßig beheizten Grundplatte auch die Prozesswand beheizt wird.

Frühere Untersuchungen der Antragsteller haben gezeigt, dass die SLM-Bearbeitung von Stellit 6 bei einer Standard-Heizung der Bauplattform von 200 °C zu erheblichen Rissen in den Prüfkörpern führte, und zwar bereits nach wenigen Millimetern. Auch eine Anpassung der Belichtungsparameter, die auf einen möglichst geringen Energieeintrag abzielte, führte nicht zu einem erfolgreichen Ergebnis. Ein repräsentatives lichtmikroskopisches Bild einer durch SLM hergestellten Stellite 6-Probe.

Die Vorarbeiten sollen generell verdeutlichen, dass die rissfreie SLM-Bearbeitung von Stellit 6 unter Verwendung einer selbst entwickelten Baukammerheizung von den Antragstellern erfolgreich durchgeführt wurde. Allerdings muss erwähnt werden, dass der verwendete Prototyp des Baukammerheizers nicht robust eingesetzt werden konnte und die Baukammer mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Höhe von 110 mm vergleichsweise klein ist. Vor diesem Hintergrund wurde ein neuer, reproduzierbar bearbeitbarer Baukammerheizer entwickelt. Diese Version hat eine Baukammer mit einem Durchmesser von 160 mm und einer Höhe von 170 mm. Die erreichbaren Vorwärmtemperaturen können bis zu 900°C eingestellt werden. Neben der additiven Fertigung sind die Materialeigenschaften die wesentliche Komponente dieser Anwendung