Die Additive Fertigung metallischer Bauteile mit dem Verfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF) hat sich inzwischen in der Industrie etabliert. Dabei werden dichte Bauteile schichtweise aufgebaut, indem ein Metallpulver selektiv durch einen fokussierten Laserstrahl verschmolzen wird. Für allgemeine Leichtbauanwendungen steht hauptsächlich die Aluminium-Gusslegierung AlSi10Mg zur Verfügung, deren erreichbare mechanische Eigenschaften – insbesondere die Verschleißbeständigkeit – jedoch begrenzt sind. Die Überführung von Aluminium-Matrix-Composite (AMC) in die Additive Fertigung weist eine Reihe von Vorteilen auf: ihre erhöhte Verschleißbeständigkeit ermöglicht Anwendungen mit besonderen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, die momentan nicht von Aluminiumwerkstoffen bedient werden können. Gleichzeitig erlaubt die endformnahe Formgebung der Additiven Fertigung eine Verringerung des Aufwands für eine spanenden Nachbearbeitung. Bisherige Ansätze für die Additive Verarbeitung von AMC nutzen Mischungen von Aluminiumpulvern mit Pulvern einer Verstärkungsphase. Hierbei besteht immer die Gefahr einer nachträglichen Entmischung und einer ungleichmäßigen Verteilung der Verstärkungsphase im Bauteil. Über ein Rührgießverfahren der CMMC GmbH ist es möglich, die SiC-Verstärkungsphase homogen verteilt in Aluminiummasseln abzugießen. Die anschließende Gasverdüsung erzeugt ein Verbundpulver, in dem die Verstärkungsphase bereits von Aluminium umschlossen ist. Dadurch unterscheidet es sich äußerlich nicht vom gängigen AlSi10Mg-Pulver, dass auf jeder LPBF-Anlage verarbeitbar ist. Somit stellt es ein ideales Ausgangsmaterial für das LPBF-Verfahren dar.  

Dieses Pulver wurde anschließend bezüglich seiner Verarbeitbarkeit mit dem LPBF-Verfahren untersucht. Erste Fertigungsversuche zeigten, dass die SiC-Phase erfolgreich in das LPBF-Bauteil überführt werden kann. Gleichzeitig kam es zu einer makroskopischen Rissbildung in den LPBF-Bauteilen, die durch Prozessanpassungen nicht vollständig unterbunden werden können. Modifikationen am Pulver durch Hinzumischen von AlSi10Mg-Pulver, ermöglichen dagegen die Herstellung von rissfreien nahezu dichten AMC-Bauteilen. Im Beitrag wird detailliert auf den Einfluss von Pulverzustand, Prozessparametern im LPBF-Prozess und des SiC-Anteils auf die allgemeine Verarbeitbarkeit, die Rissbildung und die Bauteildichte eingegangen.

Die Ergebnisse stammen aus einer durch die Europäische Union finanzierte sowie durch Steuermittel auf der Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes mitfinanzierten Maßnahme.