Mobile-Menu

Additive Fertigung mit Metall

Emissionsgradmessung erlaubt Qualitätssicherung von Metallpulver

< zurück

Seite: 2/2

Anbieter zum Thema

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK
Schages GmbH & Co.KG
AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH
evopro systems engineering AG

Modifiziertes Analysesystem misst auch feinstes Pulver

Um auch die Messung von äußerst feinen Metallpulvern zu ermöglichen, wurde das Analysegerät modifiziert. Das adaptierte Messsystem bewegt sich frei in der vertikalen Achse, um einen definierten Abstand a zur Pulveroberfläche zu halten und dabei ein gleichförmiges Temperaturniveau zu garantieren. Die Zuführung der Pulverwerkstoffe erfolgt über eine horizontale Schiene auf speziellen Probenaufnahmen (Mikrotiterplatte, siehe Bild 2), so dass ein hoher Messzyklus möglich ist.

Bild 2: So sieht der Pulverhalter (Mikrotiterplatte) aus, der im Zuge der Forschungen genutzt wurde.(Bild: Fraunhofer IPK)
Bild 2: So sieht der Pulverhalter (Mikrotiterplatte) aus, der im Zuge der Forschungen genutzt wurde.
(Bild: Fraunhofer IPK)

Fabrikneues Pulver zeigt höchsten Emissionsgrad

In einem ersten Schritt wurde untersucht, inwieweit die Pulverpräparation einen Einfluss auf die Emissionsgradmessung ausübt. Dabei zeigte sich, dass es keine signifikanten Unterschiede des gemessenen Emissionsgrads bei verschiedenen Arten des Pulverauftrags gibt.

Auch wurde die Schichtdicke des Pulvers so gewählt, dass die Emissionsgradmessung unabhängig vom Untergrund durchgeführt werden kann. In einem weiteren Schritt wurden drei unterschiedliche Pulverproben der Aluminiumlegierung AlSi10Mg miteinander verglichen:

  • a) neues, bisher unbenutztes Pulver;
  • b) bereits gealtertes Pulver;
  • c) Pulver mit eindeutig ungünstiger Kornverteilung.

Die Pulverproben wurden dazu auf der Mikrotiterplatte flächig und eben präpariert. Anschließend wurde der Emissionsgrad ε der drei Pulverproben wiederholt gemessen. Dabei wurden signifikante Unterschiede in den Messwerten der Pulverproben festgestellt (Bild 3). Es stellte sich heraus, dass der Emissionsgrad ε vom Pulver mit ungünstiger Kornverteilung mit 0,375 sehr niedrig ist. Demgegenüber weist das fabrikneue Pulver einen vergleichsweise hohen Emissionsgrad ε von 0,464 auf.

Bild 3: Gemessene Emissionsgrade ε der drei verschiedenen Pulverchargen: a) neues, bisher unbenutztes Pulver, b) bereits gealtertes Pulver, c) Pulver mit eindeutig ungünstiger Kornverteilung.(Bild: Fraunhofer IPK)
Bild 3: Gemessene Emissionsgrade ε der drei verschiedenen Pulverchargen: a) neues, bisher unbenutztes Pulver, b) bereits gealtertes Pulver, c) Pulver mit eindeutig ungünstiger Kornverteilung.
(Bild: Fraunhofer IPK)

Kommende Breitenstudie soll umfassende Datenbank liefern

Die Ergebnisse zeigen, dass das entwickelte Messverfahren die Qualifizierung des Pulverzustands theoretisch ermöglicht. Für die nahe Zukunft ist die Durchführung einer breiteren Studie geplant. Diese dient der Erstellung eine Datenbank für verschiedene Werkstoffe, welche den Emissionsgrad ε mit verschiedenen Pulvercharakteristika wie Pulvermorphologie, Schüttdichte, Oxidation und Reinheitsgrad verknüpft. Darüber hinaus wurde die Entwicklung eines Monitoring-Systems für L-PBF Anlage auf Basis dieses Messverfahrens gestartet.

(ID:46828308)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte