{"id":54327,"date":"2024-03-06T13:00:53","date_gmt":"2024-03-06T12:00:53","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=54327"},"modified":"2024-03-06T16:21:37","modified_gmt":"2024-03-06T15:21:37","slug":"ursache-blaeschen-ded-verfahren-060320241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/ursache-blaeschen-ded-verfahren-060320241\/","title":{"rendered":"Bl\u00e4schen im Material durch DED-Verfahren: Eine neue Studie deckt die Ursache auf"},"content":{"rendered":"

Es existiert mittlerweile eine Vielfalt verschiedener 3D-Druckverfahren<\/a>, die in einer Vielzahl an Bereichen Anwendung finden. Ein insbesondere f\u00fcr die Reparatur oder die Beschichtung von Metallobjekten wie besch\u00e4digten Turbinenschaufeln von D\u00fcsenflugzeugen relevantes 3D-Druckverfahren ist die Materialabscheidung unter konzentrierter Energie, auch unter dem Namen Directed Energy Deposition (DED)<\/a> bekannt. Es wird zudem etwa in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt<\/a>, Automobilindustrie, Schifffahrt\u00a0sowie der Biomedizin angewendet. Die Funktionsweise des Verfahrens besteht darin, Materialien in Form von Pulver oder Draht zu schmelzen und Schicht f\u00fcr Schicht auf Oberfl\u00e4chen eines Werkst\u00fccks aufzutragen. Die Entstehung von Luftbl\u00e4schen im Material beeinflussten bislang jedoch seine langfristige Leistung und Lebensdauer und folglich die Sicherheit. Innerhalb einer Studie\u00a0untersuchte man nun die Ursachen f\u00fcr die Bildung der Bl\u00e4schen im Laufe des Verfahrens.<\/p>\n

Um die Anwendung des DED-Verfahrens in der Industrie<\/a> einwandfreier zu gestalten, untersuchte Dr. Chinnapat Panwisawas an der Queen Mary University of London die Entstehung der Porosit\u00e4t, welche bislang nicht erkl\u00e4rt werden konnte. Im Rahmen der Studie arbeiteten dar\u00fcber hinaus weitere internationale Parteien zusammen, n\u00e4mlich das Research Complex in Harwell (UK), ESRF-The European Synchrotron (Frankreich), RMIT (Australien), Diamond Light Source (UK), Rolls Royce plc (UK) und die Shimane University (Japan). Dabei gelang es, f\u00fcnf Abl\u00e4ufe zu entdecken, die zur Bildung, Bewegung und zum Wachstum der Bl\u00e4schen bzw. Poren f\u00fchren. Die Erkenntnisse ergaben sich durch die Zuhilfenahme von In-situ-R\u00f6ntgen<\/a>bildern, deren Validierung durch eine Multiphysik-Modellierung vorgenommen wurde, und durch welche sich nun Strategien entwickeln lassen, die Bl\u00e4schen im Material in Zukunft zu reduzieren. Schlie\u00dflich k\u00f6nnten aus der Studie Technologien zur Regeneration und Reparatur resultieren.<\/p>\n

\"Bl\u00e4schen\"

Bild: Queen Mary University of London<\/p><\/div>\n

Wie entstehen die Bl\u00e4schen im Material im DED-Verfahren?<\/h3>\n

Durch die Studie ergaben sich Erkl\u00e4rungen, wie sich die Bl\u00e4schen oder poren\u00e4hnlichen unerw\u00fcnschten Strukturen im Material<\/a> entwickeln. Man erkannte, dass die Bl\u00e4schen aus dem gaszerst\u00e4ubten Pulver in das Schmelzbad gelangen, woraufhin sie seitlich oder kreisf\u00f6rmig zu wandern beginnen und die einzelnen Bl\u00e4schen sich zu gr\u00f6\u00dferen zusammentun oder von Erstarrungsfronten eingeschlossen werden. Die deutlich an Gr\u00f6\u00dfe gewonnenen Bl\u00e4schen sind in der Lage, deutlich l\u00e4ngere Zeit im Schmelzbad bestehen zu bleiben. Dies r\u00fchrt aus der Tatsache, dass sie von der Fl\u00e4che zwischen dem Material in den verschiedenen Aggregationszust\u00e4nden – fest und fl\u00fcssig – beiseite geschoben werden. Des Weiteren platzen die gr\u00f6\u00dferen Bl\u00e4schen nicht heraus, da die Scherstr\u00f6mung an der Marangoni-Oberfl\u00e4che – welche die Bewegung der Fl\u00fcssigkeit darstellt, wenn das Material schmilzt und sich ansammelt – dies verhindert. Dies f\u00fchrt im Endeffekt zum Aufstieg der gro\u00dfen Bl\u00e4schen von der Oberfl\u00e4che des Beckens und zu den resultierenden Poren im Material, wenn die Bl\u00e4schen in den DED-Spuren eingeschlossen werden. Dr. Chinnapat Panwisawas, Senior Lecturer in Materials and Solid Mechanics an der Queen Mary’s School of Engineering and Materials Science, \u00e4u\u00dferte sich mit folgenden Worten zu den neuen Erkenntnissen:<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n
\n

Dieses Wissen ist entscheidend, um das volle Potenzial von DED zu erschlie\u00dfen. Durch die Minimierung der Porosit\u00e4t k\u00f6nnen wir die mechanischen Eigenschaften von Bauteilen verbessern, was DED zu einer praktikablen Option f\u00fcr sicherheitskritische Anwendungen macht und letztlich zur Herstellung st\u00e4rkerer, sicherer und zuverl\u00e4ssigerer Bauteile in verschiedenen Industriezweigen f\u00fchrt.<\/p>\n<\/blockquote>\n

F\u00fcr mehr Informationen klicken Sie HIER<\/a>, um zur Studie und HIER<\/a>, um zum Artikel der Queen Mary University of London zu gelangen.<\/p>\n

Was halten Sie von der Studie zur Erkl\u00e4rung der Bl\u00e4schen im Material, die im DED-3D-Druckverfahren entstehen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf\u00a0Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Titelbildnachweis: Nature Communications<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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