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Curling (a) und Beschichtungsfehler (b) in SLS-Prozessen mit Kunststoffpulver

Bild: Curling (a) und Beschichtungsfehler (b) in SLS-Prozessen mit Kunststoffpulver

Betreuer: M. Bublin

Ko-Betreuer: A. Otto

Ph.D. Student: V. Klamert

Ziele: Es gibt bereits viele In-situ-Messverfahren, die den Prozess des selektiven Lasersinterns (SLS) mit Polymerpulvern überwachen. Die Prozessüberwachung ist jedoch ein wichtiges Thema zur Bestimmung der Druckqualität und der mechanischen Eigenschaften der Bauteile und soll im Rahmen des Promotionsvorhabens verbessert werden. Die Effizienz von SLS-Prozessen für Polymere wird durch die zerstörungsfreie Analyse gesteigert, da der Ausschuss durch den Einsatz von Vorhersagemodellen reduziert wird. Darüber hinaus sollen Stichprobenuntersuchungen der Komponenten durch eine Prozessüberwachung und anschließende Modellierung der Einflüsse bei Fehlern im Prozess ersetzt werden.

Fehler im Pulverbett wie Beschichtungsfehler, ungleichmäßige Verteilung des Pulvers über den Bauraum und ungleichmäßige Temperaturverteilung über den Sinterprozess wirken sich negativ auf die Materialeigenschaften des Bauteils aus. Dies kann dazu führen, dass die gefertigten Bauteile nicht bestimmungsgemäß verwendet werden können. Um die Qualität der Bauteile nach der Fertigung beurteilen zu können, sollen In-situ-Messverfahren entwickelt und im SLS-System implementiert werden.

Mit diesen Messverfahren können Schaltfehler erkannt werden. Bei ausreichender Messgenauigkeit der Verfahren sollten auch deren Einflüsse auf die nachfolgenden Schichten der Bauteile ermittelt werden. Dazu werden gezielt Pulverfehler erzeugt und deren Einfluss bestimmt.

Zusätzlich werden Blindproben hergestellt, um die Auswirkungen der Fehler auf die Materialeigenschaften zu messen. Zur Charakterisierung der Materialeigenschaften (Bestimmung der Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Oberflächentopologie ...) werden gängige Messverfahren eingesetzt.

Basierend auf den Messdaten und den Messungen der Materialeigenschaften soll ein Modell erstellt werden, das die Qualität des Bauteils im SLS-Prozess beschreibt. Dazu ist eine enge Abstimmung mit der TUW, die die Materialsimulationen beisteuert, erforderlich.

Es ist vorgesehen, dass die Doktorandin oder der Doktorand während der Promotion kontinuierlich Abschlussarbeiten (Master- und Bachelorarbeiten) aus dem vorgenannten Fachgebiet definiert und betreut.