Hochflexible Laser-Metall-Depositionsanlage (HLMD)

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Das Gießerei-Institut und das Institut für Eisenhüttenkunde beschäftigen sich im Bereich der Forschung und Lehre mit zentralen Fragestellungen des Schmelzens und Erstarrens und allgemeinen Werkstofffragen. Aufbauend auf diesen Expertisen soll das neue Forschungsfeld des „Additiven Werkstoffdesigns“ aufgebaut und etabliert werden. Dem technischen Fortschritt folgend werden eigene Legierungspulver entwickelt, in einer Pulververdüsungsanlage hergestellt und an Lasersystemen getestet. SLM-Anlagen (Selective Laser Melting) sind inzwischen weit verbreitet, aber an der RWTH existiert noch keine HLMD-Anlage (hochflexible Laser Metal Deposition). Mit einem solchen Lasersystem lassen sich neue Pulverentwicklungen und deren Modifikationen in zukünftigen und bereits beantragten Forschungsprojekten mit unterschiedlichen Zielen grundlegend untersuchen. Eine LMD-Anlage hat folgende Vorteile gegenüber einer SLM-Anlage: die Aufbaugeschwindigkeit ist bis zu ca. 10 x höher als die des SLM-Verfahrens. Durch die Laserleistung ist die schnelle Erstarrungsgeschwindigkeit variabel einstellbar. Z.B. ist die Regulierung der Schmelzbadgröße möglich, so dass in Grundlagenarbeiten Erstarrungsphänomene, metallurgische Effekte, Grenzflächen und Mikrostruktur untersucht werden können. Durch die gleichzeitige Zuführung von verschiedenen Pulvern können Multipulver und neue Werkstoffe konzipiert werden, wie z.B. gradierte Werkstoffe und/oder Hartstoffe in weicher Matrix. Zielstellungen sind das mechanismenorientierte Verständnis in der additiven Werkstoffverarbeitung, die Herstellung von endkonturnahen, geometrisch komplizierten Bauteilen und der Ersatz von teuren oder aufwändigen Legierungen und Gießverfahren. Eine Drahtzufuhr als Alternative zum Pulver ist ebenfalls möglich.