Vorheizkonzepte für das Laser Powder Bed Fusion

© Volker Lannert
Mittels VSEL-Vorwärmung erwärmter LPBF Prozess zur Verarbeitung von Titanaluminiden bei >850°C
  • Für die Verarbeitung schwer schweißbarer Werkstoffe und zur Reduzierung von Bauteilverzug kann der LPBF-Prozess vorgewärmt werden. 
  • Die benötigte Temperatur richtet sich nach dem zu verarbeitenden Werkstoff. 
  • Konventionelle Vorwärmsysteme sind sowohl in der Temperatur wie auch der erreichbaren Bauhöhe stark eingeschränkt. 
  • Ziel ist daher die Entwicklung und Implementierung neuartiger Vorwärmkonzepte für das LPBF. 
  • Induktive Substratplattenvorwärmung: für Temperaturen > 1100°C auf der Substratplatte.
  • Direkte Vorwärmung des Pulverbettes durch Oberflächenemittierende Mikro-Diodenlaser Module (VCSEL-Modul) für Temperaturen > 900°C die konstant und unabhängig von der Bauhöhe in der Schmelzbadebene erreicht werden können.
  • Direkte Vorwärmung des Pulverbettes durch Nahinfrarot Heizstrahler Module (NIR-Modul) für Temperaturen > 800°C die zyklisch vor dem Umschmelzen und unabhängig von der Bauhöhe in der Schmelzbadebene erreicht werden können.
  • Mit allen entwickelten Konzepten konnte die rissfreie Verarbeitung von unterschiedlichsten schwer schweißbaren Werkstoffen gezeigt werden (z.B. IN738, Eisen- und Titanaluminiden). 
  • Ebenfalls konnte der Verzug bei Ti-Legierungen wie TiAl6V4 und Nickelbasislegierungen IN718 signifikant reduziert werden. 

Publikation:

Vogelpoth, A., Rittinghaus, S., et. Al. „Laser additive manufacturing of titanium aluminides für turbomachinery applications“Proceedings of ASME Turbo Expo 2019: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, 2019

Link:

https://www.ilt.fraunhofer.de/de/technologiefelder/additive-fertigung.html

Kontakt:

Andreas Vogelpoth, andreas.vogelpoth@ilt.fraunhofer.de, 0241/8906-365