Laserschmelzen im Gesenk

• Antragsteller: Dr.-Ing. Tim Radel, seit 10/2021
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449377606

Das Umformen von Mikrobauteilen ist aufgrund von Größeneffekten eine Herausforderung, so dass neuartige Umformprozesse als Alternative erforderlich sind. So wird das thermische Stoffanhäufen genutzt, um ein geringes Stauchverhältnis < 2 des konventionellen Stauchens im Mikrobereich durch die Nutzung des thermischen Stauchverhältnisses auf über 500 zu erweitern. Während dieses Prozesses wird ein Drahtende durch absorbierte Laserenergie geschmolzen, so dass eine Materialanhäufung entsteht. Danach ist ein Umformschritt notwendig um die endgültige Geometrie zu erhalten. In vorangegangenen Arbeiten wurde bisher ein Kaltumformprozess benutzt. Für Werkstoffe mit begrenzter Kaltumformbarkeit, wie z.B. NiTi-Formgedächtnislegierungen, ist das einstufige Kaltumformen jedoch zum Erreichen einer der gewünschten Endgeometrie in der Regel nicht ausreichend, stattdessen müsste der Werkstoffe zusätzlich mehreren Glühprozessen unterzogen werden. Um auch für solche Werkstoffe hohe Formänderungen bei gleichzeitig minimalen Wärmeeintrag in das Grundmaterial zu erreichen, wird hier das Laserschmelzen im Gesenk als mögliche Lösung vorgestellt. Hier werden Vorteile des Urformens sowie Vorteile des Umformens innerhalb eines Schrittes miteinander verknüpft. Der formgebende Schritt beginnt dabei noch vor der Erstarrung, so dass erst ein Urformen stattfindet, das sich aufgrund des Abkühlprozesses nach und nach zum Umformen des breiigen sowie erstarrten Materials entwickelt. Durch die Kontrolle der Abkühlrate sollen die Anteile von Ur- und Umformen an der Formgebung systematisch variiert und ihr Zusammenspiel untersucht werden. Am Ende des Projektes soll das Formen einer Verbindungsstelle für das formschlüssige Fügen an einem NiTi-Aktuatordraht demonstriert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen, bis 10/2021