Untersuchungen zum Mikrolaserschmelzen zur Herstellung feinwerktechnischer Komponenten

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Die vorliegende Arbeit untersucht das Mikrolaserschmelzen (µSLM) und dessen Anwendbarkeit in der additiven Fertigung von feinwerktechnischen Komponenten. Im Vergleich zum etablierten Laser-Strahlschmelzen (LBM) bietet µSLM einen geringeren Laserfokusdurchmesser und die Möglichkeit, Pulverschichten im einstelligen Mikrometerbereich aufzutragen, was die Auflösung und Genauigkeit der gefertigten Bauteile erheblich verbessert. Um die anfänglichen Wissensdefizite zu überwinden, wurde eine Methode zur Materialqualifizierung entwickelt, aus der Technologieparameter und Prozesspotenziale abgeleitet wurden. Neben der Analyse der Werkstoffkennwerte wurden auch Designlimitierungen und -erweiterungen im Vergleich zu LBM und konventionellen Verfahren ermittelt. Nach der Werkstoffqualifizierung, mit Fokus auf mechanische Kennwerte und Bauteilverzug, wurde das Parameterprofil hinsichtlich der Bauteilqualität (Design, Oberflächengüte und Maßhaltigkeit) analysiert. Zudem wurden Optimierungspotenziale in der Prozessführung untersucht. Die entwickelte Prozessführung ermöglicht eine Bauteildichte von über 99,9 % und hohe Zugfestigkeit. Optimierte Belichtungsstrategien führten zu einer signifikanten Verbesserung der Oberflächengüte. Die Untersuchungen bestätigen das technologische Potenzial des Mikrolaserschmelzens und tragen entscheidend zur industriellen Anwendung des Verfahrens bei.