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Einsatz einer neu entwickelten Hochtemperatur-Bauraumheizung für die additive Fertigung von Titanaluminiden

Nitzsche, Lukas (2021) Einsatz einer neu entwickelten Hochtemperatur-Bauraumheizung für die additive Fertigung von Titanaluminiden. Bachelorarbeit, Rheinische Fachhochschule Köln.

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Kurzfassung

Titanaluminide sind leichte, hochtemperaturfeste Werkstoffe, die zur Verringerung der Lärm- und CO2-Emissionen vor Allem in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden. Die additive Fertigung von Komponenten aus γ-TiAl-Legierungen könnte in Zukunft kostenintensive subtraktive Fertigungsverfahren substituieren. Dafür muss sowohl eine entsprechende Anlagenausstattung als auch entsprechendes Knowhow vorhanden sein. Ziel dieser Arbeit ist die Erprobung eines neuartigen Heizsystems für das selektive Laserschmelzverfahren und die Ermittlung idealer Prozessparameter bei der additiven Fertigung von Ti-48Al-2Cr-2Nb. Die Hochtemperatur-Bauraumheizung wurde dafür in drei Phasen getestet und anschließend bei der additiven Fertigung der TiAl-Legierung im Laserschmelzprozess eingesetzt. Bei Vorheiztemperaturen von 600°C bis zu 1000°C sind Proben gefertigt worden, die im Hinblick auf Werkstoffeigenschaften untersucht und analysiert wurden. Bei den hohen Temperaturen im Bauprozess und eine geringen Abkühlrate (ca. 5 K/min) gelang es, Proben herzustellen, die unter bis zu 500-facher Vergrößerung keine Risse aufweisen und deren Porosität unter 0,04% liegt. Porosität und Aluminiumgehalt korrelieren stärker mit der Volumenenergiedichte im Fertigungsprozess als mit der Vorheiztemperatur. Ideale Energiedichten konnten auf 67 J/mm³ bis 74 J/mm³ eingegrenzt werden. In diesem Bereich stellt sich bei einer konstanten Plattformtemperatur von ca. 1000°C eine feine, globulare Mikrostruktur mit hohen γ-Phasenanteilen (>97%) ein.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146024/
Dokumentart:Hochschulschrift (Bachelorarbeit)
Titel:Einsatz einer neu entwickelten Hochtemperatur-Bauraumheizung für die additive Fertigung von Titanaluminiden
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nitzsche, LukasLukas.Nitzsche (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Seitenanzahl:91
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Titanaluminide, Additive Fertigung
Institution:Rheinische Fachhochschule Köln
Abteilung:Fachbereich: Ingenieurwesen
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Werkstoffe und Herstellverfahren
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Gussone, Joachim
Hinterlegt am:24 Nov 2021 10:49
Letzte Änderung:24 Nov 2021 10:49

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