Erforschung der MSG-Schweißtechnologie für die generative Herstellung makroskopischer Strukturkörper aus nichtrostenden Stählen mittels WAAM; im Verbundprojekt: Digitales Material- und Prozessdesign für die drahtbasierte Additive Fertigung (DiMad)

Abstract

Im Teilvorhaben "Erforschung der MSG-Schweißtechnologie für die generative Herstellung makroskopischer Strukturkörper aus nichtrostenden Stählen mittels WAAM" des Verbundprojekts "Digitales Material- und Prozessdesign für die drahtbasierte Additive Fertigung (DiMad)" wurde der Prozessraum der drahtbasierten additiven Fertigung mittels Lichtbogen (WAAM) für hochlegierte, nichtrostende Stähle untersucht. Ziel war die experimentelle Analyse der Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern, Fertigungsstrategie und den resultierenden Bauteil- sowie Werkstoffeigenschaften sowie der Aufbau einer Prozess- und Qualitätsdatenbasis als Grundlage für Ontologien, Simulationsmodelle und KI-gestützte Prozessmodelle. U.a. die Qualifizierung des MSG-Prozesses "Cycle-Step", der durch die Entkopplung von Schmelzbadbildung und Strukturaufbau eine erhöhte Prozessrobustheit und eine vereinfachte Parametrierung ermöglicht. Es wurden die Einflüsse energetischer und geometrischer Prozessgrößen auf Strukturbildung, Härteverlauf und Gefügeentwicklung untersucht sowie geeignete Aufbaustrategien anhand standardisierter Demonstratorgeometrien bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine gezielte Anpassung von Prozessführung und Temperaturregime reproduzierbare Bauteile mit hoher Strukturqualität hergestellt und die Auswirkungen thermischer Prozessbedingungen auf Geometrie, Mikrostruktur und Werkstoffeigenschaften systematisch beschrieben werden können.