Zahlreiche aktuelle Veröffentlichungen in der Additiven Fertigung von (WC-) Hartmetallen zeigen eine hohe Relevanz, die Vorteile der additiven Fertigungsverfahren hinsichtlich Reduzierung notwendiger Nachbearbeitung und geometrischer Gestaltungsfreiheiten (z.B. Integration von innenliegenden Strukturen, Leichtbau) auch auf die Werkstoffklasse der Hartmetalle zu übertragen.

Aktuell führen laserbasierte additive Fertigungsverfahren im Pulverbett (L-PBF), aufgrund ihrer Prozesscharakteristika noch zu einer Vielzahl von Fehlern, was verhindert, dass mit konventionell hergestellten Hartmetallen vergleichbare Werkstoffeigenschaften erreicht werden. Für WC-Co-Hartmetalle bewirken, bedingt durch den Laser-Energieeintrag, unkontrolliert hohe Temperaturen ein vollständiges Aufschmelzen des Ausgangspulvers und beim Erstarren die Ausbildung von unerwünschten Phasen (z.B. η-Phase). Nach aktuellem Stand ist es demnach nur eingeschränkt möglich, zu konventionellen WC-Co-Hartmetallen vergleichbare Materialien additiv mittels L-PBF zu fertigen.

Damit die Vorteile der laserbasierten additiven Fertigung für Hartmetalle bzw. Hartstoff-Verbundwerkstoffe zum Tragen kommen, ist es notwendig neuartige Materialkombinationen aus Hartstoff und alternativen Bindermaterialien zu finden und mit entsprechend zeit- und arbeitseffizienten Methoden die Gefüge- und Eigenschaftsausbildung sowie die Eignung für die Additive Fertigung abzuprüfen.

Die vorgestellte Arbeit befasst sich daher mit der Entwicklung einer Hochdurchsatz-Methode um schnell eine Vielzahl an Werkstoffkombinationen mit geringem Materialeinsatz hinsichtlich ihrer Eignung für die Additive Fertigung und der erreichbaren Eigenschaften abprüfen zu können. Hierzu werden Ausgangspulver mit Wolframkarbid als Basis und entsprechende Anteile an potenziellen neuen Binderphasen sowie verschiedene Zusätze gemischt und in Tablettenform gepresst. Anschließend werden die Presskörper unter Schutzgasatmosphäre lokal mittels Laser mit verschiedenen Strategien belichtet. Die resultierenden Strukturen werden materialographisch bezüglich Phasen- und Gefügeausbildung untersucht. Für weitere Rückschlüsse wird eine XRD-Phasenbestimmung sowie die Charakterisierung erster mechanischer Eigenschaften (z.B. Härte) angewandt. Korrelative Ansätze ermöglichen effiziente Abläufe. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf das Einsatzpotenzial der jeweiligen Materialkombination als neuartiger Hartstoff-Verbundwerkstoff sowie erste Erkenntnisse zur prozesstechnischen Umsetzung mittels additiver Fertigung.