Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz im L-PBF-Prozess durch prozessorientierte Anpassung der Pulverfraktionen : -SERAP-

Forschungsbericht

Zusammenfassung: Mit dem zunehmenden Bewusstsein für Ressourcenschonung und Umweltschutz zieht die additive Ferti-gung im Kontext der Nachhaltigkeit die Aufmerksamkeit auf sich. Dazu wird in diesem Projekt zunächst die Methode des Life Cycle Assessment verwendet, um die Umweltauswirkungen der Produktionskette des selektiven Laserschmelzens (L-PBF) im Pulverbett zu bewerten. Entsprechend der unterschiedlichen Be-handlungsmethode des nicht für den L-PBF-Prozess nutzbaren Pulvers werden zwei Produktionsprozess-modelle erstellt. Durch Simulation der beiden Produktionsprozesse von zwei L-PBF-Produkten werden die Umweltauswirkungen der Prozesskette L-PBF-Bauteil bei variablem Nutzungsgrad von Pulvererzeugnissen dargestellt. Der Beschichtungsprozess beim L-PBF-Verfahren besitzt aufgrund der Beeinflussung der Pulverbetteigen-schaften eine direkte Wechselwirkung mit den Bauteileigenschaften. Die Steigerung der Pulverbettdichte zeigte in bisherigen Studien eine deutliche Reduzierung der Poren im Bauteil. Unter Variation der Parame-ter Beschichtergeschwindigkeit, Beschichtertyp, Schichtdicke, Position auf dem Pulverbett und verwende-tes Pulvermaterial wurden Beschichtungsversuche auf zwei eigens entwickelten Prüfständen durchgeführt mit dem Ziel die Pulverbettdichte zu steigern. Betrachtet wurden dabei multimodale Pulversysteme, die eine höhere Schüttdichte aufweisen, als gaußverteile Pulver. Bi- und trimodale Pulver wurden angemischt und konnten die Schüttdichte um 4,4 % bzw. 1,5 % erhöhen. Das getestete bimodale Pulver wies ein kohä-sives Fließverhalten auf und konnte bei den Untersuchungen kein homogenes Pulverbett erzeugen. Das trimodale Pulver verzeichnete im Vergleich zum gaußverteilten Pulver niedrigere Pulverbettdichten, jedoch ein ähnliches Verhalten durch die Beeinflussung der Parameter. Für die Pulvermischungen wurden unge-nutzte Fraktionen benutzt, welche die Materialeffizienz signifikant erhöhen können. Das trimodale Pulver wurde im Anschluss im L-PBF Prozess durch eine Optimierung der Prozessparameter eingesetzt, welches zu vergleichbaren Ergebnissen zur Standardpulverfraktion geführt hat. Dichten von 99,94% und vergleich-bare mechanische Eigenschaften aus Zugversuchen konnten erzielt werden

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: 1 Online-Ressource (68 Seiten)
• Language: Deutsch
• Notes: Illustrationen ; Literaturverzeichnis: Seite 52 - 53

Classification and Topics

• Keyword: Ressourceneffizienz ; Prozessmanagement ; Unternehmen ; Ressourcenmanagement ; Selektives Laserschmelzen ; Energieeffizienz ; Prozessoptimierung

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Pfinztal
• (who): Deutsche Bundesstiftung Umwelt
• (when): 2023
• Creator: Beckers, Daniel ; Lehnert, Dennis
• Contributor: Deutsche Bundesstiftung Umwelt ; Rosswag Engineering

Further information

• URN: urn:nbn:de:101:1-2024032817042766236303
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 10:55 AM CEST