Additive Manufacturing (AM)-Technologien sind werkzeuglose Fertigungsverfahren, die die Freiheit bei der Bauteilgestaltung erhöhen und es ermöglichen, funktions- statt fertigungsgerecht zu entwerfen und zu konstruieren. Allerdings stellen diese neuen Technologien auch neue Herausforderungen dar, z.B. hinsichtlich der mechanischen Charakterisierung von filigranen Strukturbauteilen, die bisher nicht hergestellt werden konnten. Eine weitere Herausforderung ist die Berücksichtigung AM-spezifischer Eigenschaften, wie z.B. die durch den schichtweisen Herstellungsprozess entstehenden kaskadierenden Oberflächen (Fig. 1, links).
Ausgehend von diesen Herausforderungen haben wir eine neue Charakterisierungsmethode entwickelt, die auf einem einseitig fixierten Biegebalken mit variiertem Querschnitt basiert, um eine konstante maximale Biegespannung zu gewährleisten (Fig. 2, Mitte). Der Aufwand für die Herstellung und Charakterisierung einer großen Anzahl von Prüfkörpern konnte deutlich reduziert werden. Darüber hinaus können Unterschiede in der Oberflächenqualität, die sich aus unterschiedlichen Orientierungen der Bauteile im Bauvolumen ergeben, simuliert und berücksichtigt werden (Fig. 1, rechts).
Durch die simulationsgestützte Optimierung des Probekörperdesigns konnte in den letzten Monaten die Robustheit und Reproduzierbarkeit des Verfahrens deutlich erhöht werden.
Zur Demonstration dieser Charakterisierungsmethode haben wir keramische Testbauteile additiv mit der CerAM VPP - Technologie und einem Gerät (CeraFab 7500) sowie einer Suspension (Lithalox 350D) der Firma Lithoz, Wien, hergestellt. Die Geometrie und die Ausrichtung der Stäbe wurden variiert und die Ergebnisse unterschieden sich signifikant.
Im Rahmen des Vortrages werden wir die entwickelte Charakterisierungsmethode sowie die erzielten Ergebnisse im Detail beschreiben und erste Ergebnisse aus einem Ringversuch mit 6 Partnern zur Validierung der Methodik präsentieren.