43. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2025
Vortrag
27.11.2025
Untersuchung von Fused Filament Fabrication (FFF)-Prozessparametern zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von generativ gefertigten PLA-Bauteilen zur Qualitätssicherung
VK

Vidya Prudhvi Sai Katari (M.Sc.)

Hochschule Merseburg

Katari, V.P.S. (V)¹; Celevics, J.¹; Götze, M.¹; Kunow, R.¹; Langer, B.¹
¹Hochschule Merseburg
Vorschau
19 Min.

Die laufende Forschung im Bereich der additiven Fertigung konzentriert sich auf die Optimierung der Prozessparameter, um Defekte zu minimieren und die mechanischen Eigenschaften von additiv gefertigten Bauteilen zu verbessern. In dieser Studie wird der Einfluss zentraler Prozessparameter der Fused Filament Fabrication (FFF)-Technologie auf die Mikrostruktur und das mechanische Verhalten von Komponenten aus Polylactid (PLA) untersucht. Dabei werden drei Düsentemperaturen (190 °C, 210 °C und 230 °C) in Kombination mit unterschiedlichen Extrusionsüberlappungen (10 %, 15 %, 20 % und 25 %) bei jeder Temperatur betrachtet, während ein gleichbleibendes, ausgerichtetes, rechtwinkliges Füllmuster beibehalten wird. Das rheologische Verhalten wird dabei mittels Messungen der Schmelzvolumenrate (MVR) bei verschiedenen Drucktemperaturen bewertet und mit mechanischen Eigenschaften wie Zug-Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit und Wärmeformbeständigkeit korreliert. Bruchflächen wurden analysiert, um die Porosität und deren Einfluss auf die Eigenschaften der gedruckten Proben zu beurteilen. Die Ergebnisse zeigen, dass die gewählten Prozessparameter einen erheblichen Einfluss auf die Schichthaftung, Porosität und Anisotropie haben und somit die strukturelle Integrität sowie die Gesamtqualität von diesen gefertigten Bauteilen maßgeblich beeinflussen. Diese Erkenntnisse unterstützen nicht nur die Prozessoptimierung, sondern bilden auch die Grundlage für die Entwicklung wirksamer Qualitätssicherungsstrategien zur Sicherstellung einer konstant hohen Bauteilqualität in der polymerbasierten Fertigung. Die gewonnenen Parameter können zudem für die Herstellung von Bauteilen mit höheren Druckgeschwindigkeiten genutzt werden, ohne dabei die mechanische Leistung oder Qualität zu beeinträchtigen.

 

Manuskript

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