Verbundvorhaben TARES2020; Teilvorhaben "Selective laser melting alloys: Auslegungsrichtlinien und prozessbedingte Werkstoffeigenschaften"

Abstract

Im Teilprojekt des Verbundvorhabens TARES2020 untersuchte der Lehrstuhl für Allgemeine Werkstoffeigenschaften (FAU Erlangen‑Nürnberg) die mikrostrukturellen und mechanischen Eigenschaften additiv gefertigter Metalle mittels selektivem Laserstrahlschmelzen (SLM). Im Fokus standen die Nickelbasis‑Superlegierungen Hastelloy X und IN718 sowie der Stahl 316L, mit dem Ziel, ein fundiertes werkstoffwissenschaftliches Verständnis für zukünftige Raketentriebwerkskomponenten zu schaffen. Die Proben wurden von der Ariane Group auf EOS‑M‑290‑Anlagen hergestellt und an der FAU umfassend mikrostrukturell und mechanisch charakterisiert sowie mit konventionell gefertigten Referenzmaterialien verglichen. Das Projekt umfasste Literaturrecherche, Untersuchung von Prozessparametern, Wärmebehandlungsoptimierung, mechanische Prüfungen über einen weiten Temperaturbereich, Ermüdungsuntersuchungen, Analyse von Schädigungsmechanismen und Bewertung bestehender Schädigungsmodelle. Die Arbeiten trugen dazu bei, die Zusammenhänge zwischen SLM‑Prozess, Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften besser zu verstehen und lieferten wichtige Grundlagen für die Auslegung und Bewertung additiv gefertigter Bauteile in der Luft‑ und Raumfahrt.