40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022
Vortrag
27.10.2022 (CEST)
Mechanische Prüfung und Modellierung von LPBF prozessierten Gitterstrukturen inklusive optischer Verformungsmessung mittels DIC
FG

Fabian Günther (M.Sc.)

Technische Universität Dresden

Günther, F. (V)¹; Gebert, A.²; Pilz, S.²; Schettler, S.³; Wagner, M.³; Zimmermann, M.⁴
¹Technische Universität Dresden, Fraunhofer IWS Dresden; ²Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung IWF Dresden; ³Fraunhofer IWS Dresden; ⁴Technische Universität Dresden, Fraunhofer IWS Dresden
Vorschau
17 Min. Untertitel (CC)

Additiv gefertigte (AM) Gitterstrukturen werden heute aufgrund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften in zahlreichen Industrieanwendungen genutzt. Trotz des enormen Potentials stellt sich bei den immer komplexeren Designs zunehmend die Frage der Strukturintegrität. Die klassischen Bewertungsmethoden der Werkstoffprüfung sind für AM Gitterstrukturen zumeist begrenzt geeignet, woraus sich die Herausforderung ergibt, innovative Messmethoden und Beurteilungskonzepte zu entwickeln. Die optische Bildkorrelation (DIC) gilt als besonders vielversprechender Ansatz, da sich erstmals die lokalen Deformationsvorgänge an Gittern prüftechnisch erfassen lassen. In dieser Studie wird die DIC daher eingesetzt, um das Versagen eines durch Laser Powder Bed Fusion (LPBF) prozessierten Gitters unter uniaxialer, quasi-statischer Kompression zu analysieren. Dabei richtet sich der Fokus insbesondere auf die lokal aufgelöste Rekonstruktion des Verformungs- und Schädigungsprozesses. Bei der Auswertung der inhomogenen Dehnungsverteilung erweisen sich fertigungsbedingte Gitterfehler als erheblicher Einflussfaktor für die Schädigungslokalisierung. Die Validität der messtechnischen Ergebnisse wird untersucht, indem der Versuch durch die Finite Elemente Methode (FEM) numerisch nachgebildet und mit dem Experiment verglichen wird. Abschließend werden die Chancen und Grenzen der DIC Methode zur Bewertung von additiv gefertigten Gitterstrukturen diskutiert.

Abstract

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