Aktuell führen laserbasierte additive Fertigungsverfahren im Pulverbett (L-PBF) für Hartmetalle, speziell WC-Co-Hartmetalle, aufgrund spezieller Prozesscharakteristika noch zu einer Vielzahl von Fehlern. Dies verhindert, dass mit konventionell hergestellten Hartmetallen vergleichbare Eigenschaften erzeugt werden können.

Der Energieeintrag mittels Laser lässt sich aufgrund der unterschiedlichen Absorption im Pulverbett im Vergleich zum flüssigen Zustand nur schwer kontrollieren, so dass hier sehr hohe Temperaturen im Schmelzbad bzw. im belichteten Bereich auftreten. Dies führt beim System WC-Co zu einem vollständigen Auflösen der Hartstoffphase in der Co-Schmelze und entsprechend zu einer Ausbildung unerwünschter Fremdphasen beim Erstarren.

Gerade die hohen erreichbaren Temperaturen bergen jedoch ein hohes Potenzial bei der Entwicklung möglicher neuer Hartstoff-Werkstoffe. So können z.B. hochschmelzende Metalle und Legierungen als mögliche Bindermaterialien eingesetzt werden, die mittels konventioneller Sintertechnologie nicht gefertigt werden können. Um das Potenzial verschiedener neuartiger Hartstoff-Binder-Kombinationen zeit- und arbeitseffizient abprüfen zu können, wurde ein Hochdurchsatz-Verfahren entwickelt, welches eine schnelle Prüfung verschiedenster Zusammensetzung auf ihre Gefügeausbildung und wichtige mechanische Eigenschaften erlaubt.

Die vorgestellte Arbeit zeigt die Anwendung dieser Hochdurchsatz-Methode um schnell eine Vielzahl an Werkstoffkombinationen mit geringem Materialeinsatz hinsichtlich ihrer Eignung für die Additive Fertigung und der resultierenden Gefügeausbildung abprüfen zu können.

Hierzu werden Ausgangspulver mit verschiedenen Materialkombinationen sowie weiteren Zusätze gemischt und gepresst. Anschließend werden die Presskörper unter Schutzgasatmosphäre lokal mittels Laser mit verschiedenen Strategien belichtet. Die resultierenden Proben werden materialographisch bezüglich Phasen- und Gefügeausbildung untersucht. Korrelative Ansätze erlauben hier eine weitere Effizienzsteigerung über die Kombination verschiedener mikroskopischer Methoden und die vereinfachte Navigation zwischen Mikroskopsystemen sowie Einrichtungen zur Bestimmung erster mechanischer Eigenschaften (z.B. Härteprüfung). Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf die Phasenentstehung im gleichgewichtsfernen System der laserbasierten Additive Fertigung sowie das Einsatzpotenzial der jeweiligen Materialkombination als neuartiger Hartstoff-Verbundwerkstoff.