Die pulverbettbasierte additive Fertigung bietet viele Vorzüge, wie beispielsweise eine hohe Geometriefreiheit. Ein weiterer Freiheitsgrad kann durch die gleichzeitige Verarbeitung verschiedener Materialien erzielt werden. Damit ist es möglich, die Zusammensetzung und folglich auch die Eigenschaften im Bauteil positionsabhängig gezielt einzustellen, oder während des Prozesses die verwendeten Pulver miteinander zu legieren, was als In-situ-Legierungsbildung bezeichnet wird.

Um die dabei auftretenden Phänomene besser zu verstehen und die Anzahl aufwändiger Experimente zu reduzieren, wurde die am Lehrstuhl Werkstoffkunde und Technologie der Metalle (WTM) entwickelte Simulationssoftware S𝔸𝕄PLE^2D für die Multi-Material-Verarbeitung (MMV) erweitert. Hierfür wurde zur realitätsnahen Modellierung der Materialeigenschaften ein CALPHAD-basiertes Materialmodell entwickelt. Weiterhin wurden bei der MMV zusätzlich in relevantem Ausmaß auftretende physikalische Effekte wie beispielsweise Diffusion oder die konzentrationsabhängige Marangoni-Konvektion modelliert.

Die numerischen Vorhersagen für die simultane Verarbeitung verschiedener Metalle zur In-situ-Legierungsbildung wurden im Anschluss experimentell validiert. Dafür wurden Reinpulvermischungen aus Kupfer und Chrom mittels selektivem Elektronenstrahlschmelzen prozessiert und hinsichtlich des Aufschmelzverhaltens, der Porosität und der Mikrostruktur untersucht. Ausgewählte numerische und experimentelle Ergebnisse werden im Rahmen dieses Vortrags vorgestellt.