Ziel dieser Arbeit ist, Verständnis über den Zusammenhang zwischen dem Alterungszustand des Ausgangspulvers und der Oberflächengüte von lasergesinterten Bauteilen zu erhalten.
Voraussetzung für den Erfolg von Selektivem Lasersintern ist das Verständnis zwischen Prozessstellgrößen und dem Einfluss auf resultierende Bauteilqualitäten. Ausgangspunkt dieser vorliegenden Untersuchung ist dabei die Herstellung von Bauteilen mit Polyamid 12 Pulver. Dabei wird das Pulver, das nach der Bauteilherstellung überschüssig ist, für einen neuen Baujob verwendet. Je öfter das verbliebene Pulver wiederverwendet wird, desto länger war das Pulver hohen Bauraumtemperaturen ausgesetzt. Es kommt zur physikalischen und oder chemischen Alterung des Kunststoffpulvers. Nach der Herstellung der Bauteile werden je-weils die Oberflächen der Bauteile mittels Laser-Scanning-Mikroskop aufgenommen. Darauf aufbauend wird ein Zusammenhang zwischen Pulveralterungszustand und der Oberflächengüte der Bauteile hergestellt.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen
- 2.1 Additive Fertigung
- 2.2 Selektives Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen
- 2.2.1 Einordnung
- 2.2.2 Funktionsprinzip
- 2.2.3 Werkstoffe beim Lasersintern
- 2.2.4 Prozessparameter beim Lasersintern
- 2.3 Alterung von Kunststoffen
- 2.3.1 Allgemeines
- 2.3.2 Chemische Alterung von Kunststoffen
- 2.3.3 Physikalische Alterung von Kunststoffen
- 2.3.4 Alterung von Polyamid
- 2.4 Oberflächenrauheit
- 2.4.1 Allgemeines
- 2.4.2 Profilfilter
- 2.4.3 Rauheitskenngrößen
- 2.4.4 Oberflächenmessgeräte
- 3 Versuchsdurchführung
- 3.1 Verarbeitungsversuche
- 3.1.1 Verarbeitungsversuche auf der Forschungsanlage des SFB814
- 3.1.2 Verarbeitungsversuche auf der DTM Sinterstation 2000
- 3.2 Bestimmung der Oberflächenrauhigkeit
- 3.3 Versuchsplan
- 4 Ergebnisse und Auswertung
- 4.1 Gegenüberstellung gängiger Parameter zur Bestimmung der Oberflächeneigenschaften
- 4.1.1 Linienkennwerte
- 4.1.2 Flächenkennwerte
- 4.1.3 Materialanteilsparameter
- 4.2 Reproduzierbarkeit der Oberflächengüte
- 4.3 Abhängigkeit der Oberflächengüte von der Anzahl an Verarbeitungszyklen
- 4.4 Analyse der Oberflächenqualität von Seitenkanten
- 4.5 Analyse der Oberflächenqualität an der Unterseite
- 4.6 Gegenüberstellung der Ergebnisse verschiedener Anlagensysteme
- 5 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen dem Alterungszustand des Ausgangspulvers und der Oberflächengüte von lasergesinterten Bauteilen. Ziel ist es, ein besseres Verständnis für den Einfluss von Prozessstellgrößen auf die resultierende Bauteilqualität zu erlangen, insbesondere im Hinblick auf die Wiederverwendung des Pulvers nach der Bauteilherstellung. Dabei steht die Herstellung von Bauteilen mit Polyamid 12 Pulver im Fokus, wobei das Pulver nach dem Bauprozess mehrmals wiederverwendet und somit den hohen Bauraumtemperaturen ausgesetzt wird.
- Einfluss des Alterungszustands von Polyamid 12 Pulver auf die Oberflächengüte von lasergesinterten Bauteilen
- Analyse der Oberflächenqualität von lasergesinterten Bauteilen unter Verwendung von Laser-Scanning-Mikroskopie
- Reproduzierbarkeit der Oberflächengüte in Abhängigkeit von der Anzahl der Verarbeitungszyklen
- Gegenüberstellung der Ergebnisse verschiedener Anlagensysteme für das Selektive Lasersintern
- Optimierung des Fertigungsprozesses für lasergesinterte Bauteile unter Berücksichtigung der Pulveralterung
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1: Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der additiven Fertigung und insbesondere in das selektive Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen ein. Es wird die Bedeutung dieses Verfahrens für die moderne Produktentwicklung hervorgehoben und die Problematik der Pulveralterung sowie deren Auswirkungen auf die Bauteilqualität beleuchtet.
- Kapitel 2: Grundlagen: In diesem Kapitel werden die grundlegenden Konzepte und Technologien im Zusammenhang mit additiver Fertigung, dem selektiven Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen, der Alterung von Kunststoffen und der Oberflächenrauheit erläutert. Die einzelnen Abschnitte liefern wichtige Definitionen, Funktionsweisen und Prozessparameter für das Verständnis der später beschriebenen Versuche.
- Kapitel 3: Versuchsdurchführung: Dieses Kapitel beschreibt die Durchführung der Versuche, die zur Untersuchung des Einflusses der Pulveralterung auf die Oberflächengüte der lasergesinterten Bauteile durchgeführt wurden. Es werden die verwendeten Anlagen und Materialien vorgestellt, sowie die Vorgehensweise bei der Bestimmung der Oberflächenrauhigkeit und die Planung des Versuchsaufbaus erläutert.
- Kapitel 4: Ergebnisse und Auswertung: In diesem Kapitel werden die gewonnenen Ergebnisse der durchgeführten Versuche präsentiert und analysiert. Es wird die Oberflächenqualität der Bauteile in Abhängigkeit von der Pulveralterung und der Anzahl der Verarbeitungszyklen untersucht, sowie die Reproduzierbarkeit der Oberflächengüte und die Ergebnisse verschiedener Anlagensysteme verglichen.
Schlüsselwörter
Additive Fertigung, Selektives Laserstrahlschmelzen, Lasersintern, Polyamid 12, Pulveralterung, Oberflächenrauheit, Oberflächengüte, Laser-Scanning-Mikroskopie, Reproduzierbarkeit, Prozessparameter, Versuchsplan, Ergebnisse, Auswertung, Anlagensysteme.
- Quote paper
- Johannes Köck (Author), 2014, Analyse der Oberflächenqualität lasergesinterter Bauteile in Abhängigkeit des Alterungszustandes, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/377821
