Analyse von Mikrostruktur und Eigenspannungszuständen in mit selektivem Laserstrahlschmelzen gefertigten Materialien mittels hochenergetischer Röntgenstrahlung

In dieser Arbeit wurden Eigenspannungen und Mikrostrukturen von additiv gefertigten Bauteilen mittels hochenergetischer Röntgenstrahlung (Synchrotronstrahlung) untersucht.

In den ersten Abschnitten wurde die Theorie, die Materialien und die Experimentellen Techniken und Instrumente vorgestellt.

Zum Erlangen der Ergebnisse wurde ein Algorithmus entwickelt, um die zeitliche Dynamik des Schmelzbades beim Laser Powder Bed Fusion Prozess zu analysieren. Anschließend wurde der Einfluss des Schmelzbades auf die Mikrostruktur und die entstehende Eigenspannung untersucht. Dabei wurde ebenfalls auf den Einfluss der Geometrie des gefertigten Werkstücks eingegangen und wie diese die Verteilung der Eigenspannung verändert. Zur Optimierung der Eigenspannungszustände und zur Verbesserung der Werkstücke wurden verschiedene Techniken während der Additiven Fertigung und nach Herstellung des Produkts erporbt und untersucht. Weiter wurde der Einfluss der mikroskopischen Schichtstruktur in additiven Bauteilen auf die Eindringtiefe von Gasen analysiert.

Die Ergebnisse zeigen Risiken und Potentiale der Addiven Fertigung und erklären den Einfluss der Herstellung auf die Eigenspannungszustände und damit den Einfluss auf die Lebensdauer und Belastbarkeit von Werkstücken.

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