Aluminium: Additiv gefertigte Gitterstrukturen charakterisieren und optimieren

Aluminium: Additiv gefertigte Gitterstrukturen charakterisieren und optimieren

Additive Fertigungsverfahren bauen rasch komplexe Strukturen auf. Der schichtweise Materialauftrag, etwa von Aluminiumlegierungen, führt jedoch zu Richtungsabhängigkeiten im Werkstück und die verschieden hohen Temperaturen während des Fertigungsprozesses können Eigenspannungen im späteren Bauteil verursachen.

Die Professur für Numerische und Experimentelle Festkörpermechanik der TU Dresden, das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden und die LZS GmbH entwickeln daher einen skalenübergreifenden Charakterisierungs- und Simulationsansatz für SLM-(Selective Laser Melting) gefertigte Gitterstrukturen aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg.

Dazu ermitteln sie die Eigenschaften des Basismaterials anhand von Zugversuchen. Durch Simulationen stellen sie die mechanischen Eigenschaften einer Gitterstruktur fest und finden prozessbedingte Fehler mittels Reverse Engineering.

Eine aus den Ergebnissen abgeleitete homogene Ersatzstruktur wird in virtuellen Experimenten einem vollaufgelösten Finite-Elemente-(FE)Modell gegenübergestellt. Im letzten Schritt validieren reale Experimente an Gitterprobekörpern für Schub-, Druck-, Torsions- und Zugversuche die von den Forschern entwickelten Modelle.


Quelle und weitere Informationen: Leichtbau-Zentrum Sachsen

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