Einfluss von Restsauerstoff in der Baukammer auf die Porosität von pulverbettbasierten Laser-Strahlgeschmolzenen Bauteilen

Pulverbettbasiertes Laser-Strahlschmelzen (L-PBF) ist eine Fertigungstechnik, bei der schichtweise dreidimensionale Bauteile entstehen. Ihre Funktion ähnelt dem Laserschweißverfahren, bei dem die Bedeutung der Wechselwirkungen zwischen Material, Laser und Gas bekannt ist. Verwendete Metalle wie Aluminium oder Titan neigen dazu, in Gegenwart des entsprechenden Gases Oxide oder Nitride zu bilden, die die chemischen und mechanischen Eigenschaften beeinflussen. Durch das Herstellen von Prozessbedingungen, also das Spülen der Prozesskammer mit einem Inertgas (Stickstoff oder Argon) auf eine Sauerstoffkonzentration von etwa 1.000 ppm, wird die Luft im Inneren verdrängt. Um die Wirkung von Restsauerstoff auf Bauteile, gefertigt aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg zu verstehen, wird eine Parameterstudie bei 100 ppm Restsauerstoff mit 1.000 ppm verglichen. Schließlich wird untersucht, wie sich Sauerstoff auf die Qualität hinsichtlich Porosität und Mikrostruktur auswirkt. Durch die Reduzierung der Sauerstoffkonzentration während eines Bauvorhabens konnte bei höherer Lasergeschwindigkeit eine vergleichbare Porosität erreicht werden.