Simulation bei Sinterbasierten Additiven Verfahren für metallische Hochtemperaturwerkstoffe zum Aufbau eines sächsischen Netzwerks

FuE-Projektförderung der Sächsischen Aufbaubank
© Freistaat Sachsen

Das Interesse der Industrie an sinterbasierten additiven Verfahren (SBAM) wächst aufgrund ihrer Vorteile wie der Verarbeitung schwer schweißbarer Werkstoffe, hoher Produktivität und guter Oberflächengüte. Es besteht aber der Bedarf, Sinterschwindung komplexer Strukturen und Einstellung der Werkstoffeigenschaften digital vorherzusagen. So kommt es bei der Sinterung zu Verzug durch Materialerweichung, was zwar durch eine simulativ berechnete Vordeformation kompensiert werden kann; diese Simulation hat aber bisher nur eine geringe technische Reife.

Nickelbasissuperlegierungen sind strategisch wichtige Werkstoffe für die Energie-, Transport- und Wasserstoffindustrie. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus, was ihre Verarbeitung erschwert.

Das Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung einer durchgehenden Prozesskette (TRL 5) für Nickelbasislegierungen: von der Auslegung über die Sintersimulation bis zur Verifikation an Realteilen zur allgemeinen Nutzung für verschiedene Geometrien und Werkstoffe.

© Element 22
Gedrucktes Bauteil mit ursprünglich waagerechten Stegen zeigt nach der Sinterung starken Verzug (oben), durch definierte Vordeformation kann der Verzug weitgehend ausgeglichen werden.
© Fraunhofer IWS
Grün- und Sinterteil eines Impellers gedruckt mit Metal Binder Jetting sowie Sintersimulation des Verzuges mit der Software Hexagon Simufact Additive