St�tzstrukturreduzierung mittels Partikelapplikation beim pulverbettbasierten Schmelzen von Metallen mittels Laserstrahl

Die additive Fertigung bietet diverse Potentiale wie die Erm�glichung einer ressourceneffizienten Fertigung, die effiziente Fertigung von geometrisch-komplexen oder individualisierten Produkten sowie die Verk�rzung von Innovationszyklen. Von besonderer Relevanz f�r die industrielle Anwendung ist das additive Fertigungsverfahren des pulverbettbasierten Schmelzens von Metallen mittels Laserstrahl (engl. powder bed fusion of metals with laser beam, PBF-LB/M), welches das am h�ufigsten eingesetzte additive Fertigungsverfahren f�r die Herstellung metallischer Bauteile repr�sentiert. Eine zentrale Herausforderung des PBF-LB/M ist die aus den bauteil- und orientierungsabh�ngigen W�rmeleitungsbedingungen resultierende Notwendigkeit von St�tzstrukturen zur Fertigung �berh�ngender Bauteilbereiche.Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Reduzierung der prozessbedingten St�tzstrukturen beim PBF-LB/M mit dem Ziel, bestehende Hemmnisse f�r einen breiten industriellen Einsatz des Fertigungsverfahrens abzubauen. Hierf�r wurde ein Prozess entwickelt, mit dem die effektive W�rmeleitf�higkeit des Pulverbettes unterhalb �berh�ngender Bauteilbereiche lokal erh�ht werden kann. Die Erh�hung der effektiven W�rmeleitf�higkeit des Pulverbettes wird durch W�rmeleitpartikel realisiert, die in einer Tinte dispergiert vorliegen und schichtweise in die Hohlr�ume zwischen den Metallpulverpartikeln appliziert werden. Hierf�r wurden zun�chst geeignete W�rmeleitpartikel systematisch ausgew�hlt und in einer mittels Inkjet-Druck verarbeitbaren Tinte dispergiert. Im Anschluss wurden die Einfl�sse des Tintenauftrags auf die Eigenschaften des Pulverbettes sowie auf den PBF-LB/M-Prozess experimentell untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass durch die lokal erh�hte effektive W�rmeleitf�higkeit des Pulverbettes �berhitzungen und W�rmestauungen insbesondere in �berh�ngenden Bauteilbereichen vermieden werden k�nnen, wodurch der Bedarf an St�tzstrukturen reduziert wird.