Potenziale und Grenzen der in-situ-Spannungsanalyse für das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen

Die beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen entstehenden Eigenspannungen beeinflussen das mechanische Verhalten der Bauteile. Die alleinige Betrachtung resultierender Eigenspannungen lässt aber keine eindeutigen Rückschlüsse auf die zugrunde liegenden Mechanismen der Spannungsentstehung zu. Ihre zeitliche Entwicklung während des Prozesses ist aufgrund der Prozessdynamik bislang nur unzureichend experimentell erfassbar. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung und Anwendung eines Verfahrens zur in-situ-Spannungsanalyse für das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen sowie die Bewertung seiner Grenzen. Hierzu wird ein experimenteller Ansatz realisiert, der realitätsnahe Prozessbedingungen in der in-situ-Diffraktion mittels Synchrotronstrahlung abbildet. Auf dieser Grundlage werden Einflüsse von Prozessparametern auf die Spannungsentwicklung untersucht und Zusammenhänge zwischen thermischen, mechanischen und mikrostrukturellen Vorgängen analysiert. Die Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse zu spannungsbildenden Mechanismen und bilden die Grundlage zur Weiterentwicklung numerischer Modelle sowie zur gezielten Beeinflussung von Spannungszuständen und Gefügeeigenschaften.