Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen ist ein bewährtes Verfahren in der additiven Fertigung von Metallbauteilen. Eine große Herausforderung des Verfahrens sind thermisch induzierte Eigenspannungen. Diese entstehen aufgrund des lokalen Schmelzprozesses durch den Laser und der dabei auftretenden Ausdehnung und Schrumpfung des Materials. Derzeit wird dieses Problem häufig durch eine Wärmebehandlung im Ofen gelöst – ein Verfahren, das nicht nur energieintensiv, sondern auch langwierig ist.
Effiziente Alternative aus dem LaserApplikationsZentrum der Hochschule Aalen
Im Rahmen des SmartPro-Projekts AddFunk haben Forscher des LaserApplikationsZentrums (LAZ) unter der Leitung von Prof. Dr. Harald Riegel eine innovative Methode entwickelt, das dem 3D-Druckprozess nachgelagert ist: eine laserbasierte Wärmebehandlung mit geschlossenem Regelkreis. Dabei wird ein Laserstrahl präzise über die Oberfläche des Bauteils geführt und diese gezielt auf eine definierte Temperatur erhitzt. Mit dieser Methode können im Bauteil selektiv unterschiedliche Spannungszustände eingestellt werden, die dann nicht mehr durch einen Ofenprozess vereinheitlicht werden müssen.
Die Vorteile auf einen Blick:
- Qualitätssteigerung: Durch das Verfahren werden Eigenspannungen und somit der Bauteilverzug maßgeblich reduziert. Dies erhöht die Maßhaltigkeit wie auch Beständigkeit des Bauteils unter Belastung.
- Verbesserte Energieeffizienz: Im Vergleich zu herkömmlichen Wärmebehandlungen benötigt die neue Methode bis zu 15-mal weniger Energie.
Mit dieser Innovation trägt das LAZ-Team entscheidend dazu bei, die Ziele von SmartPro zu erreichen: intelligente Produktionstechnologien für eine energieeffiziente und nachhaltige Zukunft zu entwickeln.
Die vollständige Veröffentlichung können Sie hier nachlesen.
Bildnachweis:
Robin Wenger, Erstautor der Publikation, und Kollegen aus dem Team von Prof. Dr. Harald Riegel haben ihre Ergebnisse kürzlich in der Fachzeitschrift Advanced Engineering Materials veröffentlicht. © Hochschule Aalen | Jan Walford