{"id":55381,"date":"2024-05-16T00:00:24","date_gmt":"2024-05-15T22:00:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=55381"},"modified":"2024-05-03T11:35:37","modified_gmt":"2024-05-03T09:35:37","slug":"warum-korrodiert-3d-gedruckter-edelstahl-in-einer-maritimen-umgebung-160520241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/warum-korrodiert-3d-gedruckter-edelstahl-in-einer-maritimen-umgebung-160520241\/","title":{"rendered":"Warum korrodiert 3D-gedruckter Edelstahl in einer maritimen Umgebung?"},"content":{"rendered":"

Warum ist 3D-gedruckter 316L-Edelstahl anf\u00e4llig f\u00fcr Lochfra\u00dfkorrosion im Meerwasser? Das ist die Frage, die Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory flei\u00dfig zu beantworten versuchen. Ihre gr\u00fcndliche Untersuchung dieses Metalls, das in der Schifffahrt eingesetzt wird, soll die Ursachen f\u00fcr seine Zersetzung aufdecken. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich Schlacke, die beim Laserschmelzen<\/a> zur\u00fcckbleibt, an der Oberfl\u00e4che des Materials ansammelt und zur Bildung von Hohlr\u00e4umen oder Gruben f\u00fchrt.<\/p>\n

Metalle, die in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt werden, unterliegen h\u00e4ufig der Korrosion, d. h. der Zersetzung durch chemische Reaktionen, die durch die Umwelt verursacht werden. Korrosion kann kontrolliert werden, aber es ist wichtig zu wissen, was sie verursacht. Es gibt verschiedene Formen der Korrosion, darunter Lochfra\u00df. Konkret bedeutet dies, dass die sch\u00fctzende Oxidschicht des Metalls abgebaut wird und das Metall dabei Elektronen verliert. In einer aquatischen Umgebung kommt es zu einer elektrochemischen Reaktion, die zur Bildung kleiner L\u00f6cher f\u00fchrt, daher der Name Lochfra\u00df“. Die Schwere der Auswirkungen auf das betreffende Teil h\u00e4ngt von der Tiefe dieser Hohlr\u00e4ume ab. Interessanterweise stellt die Kontrolle der Lochfra\u00dfkorrosion im Meerwasser eine gro\u00dfe Herausforderung dar. Genau aus diesem Grund wird in der Schifffahrt Edelstahl 316L verwendet, der f\u00fcr seine au\u00dfergew\u00f6hnlichen mechanischen Eigenschaften und seine Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Lochfra\u00df bekannt ist.<\/p>\n

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Metazerst\u00f6rung (oder Korrosion).<\/p><\/div>\n

Aber kann 3D-gedruckter 316L-Edelstahl die Lochfra\u00dfkorrosion wirksam eind\u00e4mmen? Da die Schifffahrtsindustrie ein wachsendes Interesse an der additiven Fertigung sowohl von Polymeren als auch von Metallen zeigt, gewinnt diese Frage an Bedeutung, insbesondere im Hinblick auf die Zertifizierung von Metallen. Dies ist der Grund, warum Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory diese Studie in Angriff genommen haben. Hauptautorin Shohini Sen-Britain erkl\u00e4rt: „Lochfra\u00dfkorrosion ist aufgrund ihrer stochastischen Natur extrem schwer zu verstehen, aber wir haben die Materialeigenschaften ermittelt, die diese Art von Korrosion verursachen oder ausl\u00f6sen. Obwohl unsere Schlacken anders aussahen als die, die bei konventionell hergestellten Werkstoffen beobachtet wurden, stellten wir die Hypothese auf, dass sie eine Ursache f\u00fcr Lochfra\u00dfkorrosion in 316L sein k\u00f6nnten.“<\/em><\/p>

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In ihrer Studie entdeckte das Team, dass auch 3D-gedrucktes Metall diesem Ph\u00e4nomen der Lochfra\u00dfkorrosion unterliegt, und dass es durch Schlacken verursacht wird, die durch Desoxidationsmittel wie Silizium und Mangan entstehen. Bei herk\u00f6mmlichen Herstellungsverfahren kann diese Schlacke jedoch mit Werkzeugen wie Schleifmaschinen entfernt werden. Bei der additiven Fertigung ist diese Art der Nachbehandlung<\/a> jedoch nicht mehr sinnvoll.<\/p>\n

Mithilfe von Methoden wie der Transmissionselektronenmikroskopie und dem Ionenstrahlfr\u00e4sen untersuchten die Forscher die Schlacke im 3D-gedruckten Metall genau und zogen daraus wichtige Schl\u00fcsse. Sie entdeckten, dass diese Prozesse Diskontinuit\u00e4ten im Stahl erzeugten, die das Eindringen von Meerwasser und die anschlie\u00dfende Zersetzung des Teils erm\u00f6glichten. Diese Entdeckung er\u00f6ffnet die M\u00f6glichkeit, die mechanischen Eigenschaften des Materials zu ver\u00e4ndern und seine Korrosionsbest\u00e4ndigkeit zu verbessern und damit sein Anwendungspotenzial zu erweitern. Das Verst\u00e4ndnis der Mechanismen, die der Verschlackung zugrunde liegen, k\u00f6nnte zur Entwicklung von Bauteilen mit verbesserter Wasserbest\u00e4ndigkeit, Haltbarkeit und struktureller Integrit\u00e4t f\u00fchren.<\/p>\n

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Das Laserschmelzen in einem Pulverbett k\u00f6nnte zu einem besseren Verst\u00e4ndnis der Lochfra\u00dfkorrosion f\u00fchren.<\/p><\/div>\n

Die Forscher f\u00fcgen hinzu: „Wenn wir das Material in 3D drucken, hat es bessere mechanische Eigenschaften, und aus unserer Forschung wissen wir auch, dass es auch besser f\u00fcr die Korrosion ist“, so Voisin. „Das Oberfl\u00e4chenoxid, das sich w\u00e4hrend des Prozesses bildet, entwickelt sich bei hohen Temperaturen, und das verleiht dem Material ebenfalls viele verschiedene Eigenschaften. Das Spannende ist, zu verstehen, warum das Material korrodiert, warum es besser ist als andere Techniken und welche Wissenschaft dahinter steckt. Es best\u00e4tigt sich immer wieder, dass wir mit dem Laser-Pulverbett-Schmelzverfahren unsere Materialeigenschaften verbessern k\u00f6nnen, und zwar weit \u00fcber das hinaus, was wir mit anderen Verfahren erreichen k\u00f6nnen.“<\/em><\/p>\n

Dazu muss die Formulierung des Metallpulvers von Anfang an ge\u00e4ndert werden, um die Entfernung von Silizium und Mangan zu gew\u00e4hrleisten, die als Verursacher von Schlackenbildung und anschlie\u00dfender Korrosion bekannt sind. Dies ist ein vielversprechender Fortschritt, nicht nur f\u00fcr den maritimen Bereich, sondern auch f\u00fcr verschiedene andere anspruchsvolle Industrien! Um mehr \u00fcber dieses Projekt zu erfahren, klicken Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

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*Bildnachweise: Thomas Voisin\/LLNL<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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