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STEIRISCHE MOBILITÄT 1/2018

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MIKROSTRUKTUR IM FOKUS

3D-Drucke sind schon lange keine Zukunftsvision mehr. Eine Methode, die für Kunststoffe und Polymere bereits etabliert ist, fasst auch für Metalle mehr und mehr Fuß. Beim 3D-Druck von Metallen spielt das Pulver eine signifikante Rolle. Seine Eigenschaften und Zusammensetzung sowie die fertigen Produkte werden in einem ACR-Forschungsprojekt vom Zentrum für Elektronenmikroskopie Graz und dem Österreichischen Gießereiinstitut unter die Lupe genommen. Der Metall 3D-Druck stellt noch eine relativ junge, sich dynamisch entwickelnde Technologie dar und macht die Fabrikation von komplizierten metallischen Bauteilen möglich, die mit konventionellen Methoden, wie Schmieden und Gießen, nur sehr kompliziert und zeit- sowie kostenintensiv herstellbar sind. Während die Herstellung der gedruckten Teile bereits relativ gut beherrscht wird, sind Veränderungen der Mikrostruktur, die im Zuge des Herstellungsprozesses passieren, noch weitgehend unerforscht. Hier setzen die ACR-Institute ZFE und ÖGI in einem gemeinsamen Forschungsprojekt, das zwei Jahre lang laufen wird, ab März 2018 an. Im Zentrum des Interesses stehen Aluminium- und Titanlegierungen, die vor allem in der Automotive-, Luft- und Raumfahrtbranche verwendet werden.

Das Forschungsprojekt Pulver- sowie Anlagenhersteller und Anwender wünschen sich fehlerfreie, langlebige, temperaturbeständige sowie mechanisch und thermisch belastbare Produkte. Ziel des Forschungsprojektes „Mikrostruktur von Materialen für den

3D-Druck“ ist es, die Materialeigenschaften der verdüsten Pulver dahingehend zu optimieren. Die Eigenschaften eines Materials werden maßgeblich von der Mikro- und Nanostruktur der Pulver einerseits und jener der Endprodukte andererseits bestimmt und stehen daher im Mittelpunkt der Untersuchungen. Vergleichende Analysen zeigten bereits, dass Pulverpartikel auf Mikroebene beispielsweise eine extrem hohe Festigkeit aufweisen, letztere sich allerdings nicht mehr in den 3D gedruckten Proben wiederfindet.

Um herauszufinden, was während des 3D-Druckens passiert, widmet sich das Projektteam folgenden Forschungsfragen: • Wie beeinflusst die Partikeloberfläche die Pulvereigenschaften? • Wie wirkt sich die thermische Rekristallisation auf amorphe Zonen aus der Pulverfertigung aus? • Welche Rolle spielen Ausscheidungen bzw. neue Phasen für lokale Verfestigungs bzw. Entfestigungsmechanismen? • Welche strukturellen Umordnungseffekte, Veränderungen in der lokalen Elementver teilung und Diffusionszonen treten auf?

Profile for ACstyria Mobilitätscluster

Steirische Mobilität 1/2018: Additive Manufacturing  

Thema des ACstyria Partnermagazins: Additive Manufacturing / 3D-Druck

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