Einfluss der Prozessparameter und Belichtungsstrategie beim pulverbettbasierten Schmelzen mittels Laserstrahl mit einer AlMgScZr-Legierung auf die mechanischen Eigenschaften

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Der Einsatzbereich des pulverbettbasierten Schmelzens metallischer Werkstoffe mittels Laserstrahl (PBF-LB) entwickelt sich durch technologische Fortschritte zunehmend von der Prototypenherstellung hin zur Produktion einsatzfähiger, lasttragender Bauteile. Komplexe Leichtbaustrukturen können dank des schichtweisen Fertigungsprinzips individuell, endkonturnah und wirtschaftlich in Kleinserien gefertigt werden. Aluminium-Magnesium-Scandium-Zirkonium (AlMgScZr)-Legierungen sind besonders geeignet für PBF-LB, da sie bei der Prozessierung einzigartige mikrostrukturelle Eigenschaften aufweisen. Als Urformverfahren begünstigt PBF-LB die Entstehung verschiedener Defekte, die je nach Lokalität und Ausprägung die mechanischen Eigenschaften beeinflussen. Daher ist der Einsatz dieses Verfahrens zur Herstellung sicherheitskritischer Komponenten derzeit begrenzt. Diese Forschungsarbeit erweitert das Wissen über die Beziehungen zwischen Pulverwerkstoff, PBF-LB-Prozessführung, Prozessphänomenen, Defekten, Mikrostruktur sowie den statischen mechanischen Eigenschaften und der Schwingfestigkeit der AlMgScZr-Legierung Scalmalloy®. Zur Identifikation geeigneter Prozesseinstellungen und zur Analyse statistisch signifikanter Effekte wird eine mathematische Modellierung der Zusammenhänge zwischen Prozesseinflussgrößen und Defektgrößen unter Berücksichtigung der statistischen Versuchsplanung durchgeführt.