Keramikverstärkte Aluminiumwerkstoffe für das pulverbettbasierte selektive Laserschmelzen

Beschichtung, Werkstoff- und Oberflächeneigenschaften von Mikro-B4C- und Nano-TiC-verstärkten AlSi10Mg-Feedstocks, verarbeitet im PBF-LB-Prozess

Victor Lubkowitz (Autor)

Buch | Softcover

170 Seiten

2026
Shaker (Verlag)
978-3-8191-0375-9 (ISBN)

Noch nicht erschienen (ca. Januar 2026)
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In der europäischen Union (EU) sollen ab 2045 u. a. innovative gewichtsreduzierte Flugzeugtypen klimaneutral betrieben werden. Im Fokus der vorliegenden Arbeit steht die rissfreie Verarbeitung von neuen hochfesten Aluminium-Leichtbauwerkstoffen ohne das als kritisch von der EU eingestufte Element Scandium, die mittels pulverbettbasiertem selektiven Laserschmelzen (PBF-LB) verarbeitet werden können. Die Mischung von 6 µm B4C-Partikeln mit AlSi10Mg-Pulver ist dazu ein Ansatz. Eine neu entwickelte Breitbandultraschallanregung der Beschichtungsgeometrie ermöglicht Feedstocks mit bis zu 20 Vol% B4C und in Kombination mit einer TiC-Nanopartikel-beschichtung bis zu 25 Vol% B4C fehlerfrei aufzurakeln. Mit steigender Zugabe der B4C-Partikel nehmen die Eigenspannungen in der Matrix zu und sind ab 10 Vol% B4C höher als die Festigkeit der Matrix. Zusätzlich wird beobachtet, dass Konturprozessstellgrößen nicht angepasst werden müssen und sich die Rauheit um 50 % gegenüber reinem AlSi10Mg reduziert, ohne dass oberflächennahe Poren entstehen. Durch diese Arbeit sind Grundlagen geschaffen, Feedstocks zu mischen, im PBF-LB-Prozess aufzurakeln und aufzubauen. Eine Festigkeitssteigerung tritt nicht ein, weil die Schmelze im PBF-LB-Prozess erstarrt, bevor eine stoffschlüssige Reaktion stattfindet. Dem folgend ist die zukünftige Entwicklung eines heißisostatischen Pressprozesses notwendig, durch den eine stoffschlüssige Reaktion unterhalb der Schmelztemperatur von AlSi10Mg ausgelöst wird. T6-Wärmebehandlungen und Direktauslagern sind nicht geeignet.

Erscheint lt. Verlag	17.1.2026
Reihe/Serie	Forschungsberichte aus dem wbk, Institut für Produktionstechnik Universität Karlsruhe ; 301
Verlagsort	Düren
Sprache	deutsch
Maße	148 x 210 mm
Gewicht	255 g
Themenwelt	Technik ► Maschinenbau
Schlagworte	Additive Fertigung • AlSi10Mg • B4C • Leichtbau • Nanopartikel • PBF-LB • Tic • Ultraschallbeschichtung
ISBN-10	3-8191-0375-9 / 3819103759
ISBN-13	978-3-8191-0375-9 / 9783819103759
Zustand	Neuware