Typische im Werkzeugbau eingesetzte Schnellarbeitsstähle (HSS) benötigen aktive Kühlkonzepte um die spezifischen Werkstoffeigenschaften im Prozess zu stabilisieren. Hier bietet die Additive Fertigung (AM) einzigartige Möglichkeiten im Werkzeugbau, da sie eine Kombination von komplexen Geometrien und internen Kühlkanälen ermöglicht. Zur Nutzbarmachung dieses Potentials fehlt gegenwärtig die umfassende systematische Bewertung des Einflusses der Fertigungsroute AM auf die Ermüdungsfestigkeit und Versagensmechanismen eines additiv gefertigten HSS.
Diese Studie untersucht die Ermüdungsfestigkeit und Versagensmechanismen von additiv gefertigten HSS mit Nachbearbeitung durch Heißisostatisches Pressen (HIP). Der untersuchte HSS ist AISI M2 (1.3343), der mittels Metal Binder Jetting (MBJ) und Cold Metall Fusion (CMF) hergestellt wurde, je mit und ohne HIP-Behandlung. Auf Basis einer Gefügecharakterisierung wurden zyklische Umlaufbiegeversuche durchgeführt, um eine Prozess-Struktur-Property-Performance (PSPP) zu etablieren. Die vergleichende Analyse mit konventionell hergestelltem M2 zeigt, dass mit HIP ähnliche Langzeitfestigkeit erreicht werden. Im Hinblick auf die Streuung zeigt sich die additive Fertigung (AM) als überlegen gegenüber der konventionellen Herstellungsroute.
Die Ergebnisse legen nahe, dass AM-Techniken wie MBJ und CMF vielversprechende Alternativen zu traditionellen Herstellungsverfahren für Schnellarbeitsstähle darstellen; jedoch ist es entscheidend, ihre Einschränkungen zu verstehen, um die Werkzeugleistung zu optimieren. In zukünftigen Arbeiten sollte besonders auf die Bedeutung unterschiedlicher Sinterbedingungen eingegangen werden, um deren Einfluss auf das resultierende Gefüge und mechanischen Eigenschaften der additiv gefertigten HSS besser zu verstehen.