Werkstoffverhalten und Prozessanalyse beim Laser-Sintern von Thermoplasten

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Dominik Rietzel

Additive Fertigungsverfahren wie beispielsweise das Selektive Laser-Sintern schaffen die Möglichkeit, geometrisch komplexe Strukturen und Produkte mit hohem Individualisierungsgrad flexibel zu fertigen. Bislang kann dieses Potenzial für die industrielle Fertigung nicht vollständig ausgeschöpft werden, da das Verfahren hinsichtlich der Bauteilreproduzierbarkeit und der nutzbaren Werkstoffe limitiert ist. Die Herstellung von Bauteilen durch schichtweises Aufschmelzen von Kunststoffpulvern vereint komplexe Fragestellungen zu Pulverauftrag, Energieeintrag und der Werkstoffkonsolidierung. Auch aufgrund des eingeschränkten Werkstoffspektrums bestehen für diese Teilprozesse aktuell stark idealisierte Modellvorstellungen. Allgemein lässt sich feststellen, dass den orts- und zeitaufgelösten Prozesszuständen, respektive Phasenübergänge, in aktuellen Arbeiten zu wenig Bedeutung zukommt, was auch darin begründet liegt, dass diese in bestehenden Anlagen kaum erfasst werden können. Eine Korrelation der Prozessführung mit der Strukturausbildung im Bauteil und mit den zu erwartenden Zieleigenschaften dieser Bauteile ist daher nur eingeschränkt möglich.

Diese Arbeit befasst sich daher mit der Erweiterung des Werkstoffspektrums um alternativ nutzbare Thermoplaste und der Analyse ihres Verarbeitungsverhaltens, um ein grundlegendes Prozessverständnis ableiten zu können. Dies schafft Grundlagen für die Modellierung und Simulation der (thermischen) Verhältnisse in einer Laser-Sinteranlage, womit es langfristig möglich wird, die resultierenden geometrischen und mechanischen Bauteileigenschaften vorhersagen zu können.

978-3-931864-53-8 ISBN

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Lydia Lanzl, M.Sc.