Untersuchung des Einflusses von spezifischen Fertigungsparametern auf den thermischen Schrumpf additiv extrudierter Strukturen

Abstract

Diese Arbeit untersucht den Einfluss von Fertigungsparametern auf den thermischen Schrumpf in der additiven Fertigung. Ziel ist es, Parameter zu identifizieren, die eine Justierung des thermischen Schrumpfes ermöglichen. Die Auswahl der Parameter erfolgt auf Basis ihres Einflusses auf die Materialorientierung während der Extrusion. Dazu wird das Abkühlverhalten analysiert, indem der während und nach der Fertigung auftretende Schrumpf an speziell konzipierten Proben gemessen wird. Hierzu wird während der Fertigung ein Sensor in die Probe integriert, um die durch den Schrumpf der Probe verursachte Kompression während und nach dem Fertigungsprozess zu erfassen. Die eingesetzten Sensoren bestehen aus Glasfasern, die nach dem Prinzip der Rayleigh-Streuung sowohl Dehnungen als auch Temperaturen erfassen. Dadurch lässt sich das Schrumpfverhalten verschiedener Proben bei identischer Temperatur vergleichen und der Einfluss der gewählten Parameter bewerten. Die gewonnenen Erkenntnisse münden in einer Struktur, die sich beim Abkühlen kontrolliert verformt. Durch die gezielte Variation einzelner Fertigungsparameter innerhalb verschiedener Segmente soll die Volumenänderung beeinflusst und ein differenziertes Schrumpfverhalten erreicht werden.