Die additive Fertigung (AM) wird intensiv beforscht und die Verfahren kontinuierlich weiterentwickelt, um die Gestaltungsfreiheit dieser Technologie mit dem Ziel der Funktionsintegration und des Leichtbaus zu nutzen. Dabei spielt insbesondere im Energiesektor der hochfeste und korrosionsbeständige Stahl 17-4PH eine entscheidende Rolle, dessen Prozessierung mittels Laser Powder Bed Fusion (LPBF) als etabliert angesehen werden kann. Während die statischen Festigkeitseigenschaften von AM-Strukturen weitgehend mit denen aus konventionell gefertigten Werkstoffen vergleichbar sind, wurden in Untersuchungen zum zyklischen mechanischen Verhalten deutliche Festigkeitsverluste bei den AM-Strukturen beobachtet. Dies trifft insbesondere auf Belastungsregime im High Cycle Fatigue (HCF) und Very High Cycle Fatigue (VHCF) Bereich zu. Dies wird vorrangig auf das defektbehaftete Werkstoffgefüge der AM-Strukturen zurückgeführt. Um den Weg der technischen Anwendung von AM für sicherheitsrelevante Bauteile zu ebnen, müssen daher die Zusammenhänge zwischen der Herstellung, des erzeugten Gefüges und den daraus resultierenden Eigenschaften gut verstanden werden. Während konventionell gefertigte Werkstoffe als Maßstab für die Festigkeitsbewertung dienen müssen, wird eine klare Vorstellung von den wahrscheinlichen Veränderungen der Versagensmechanismen aufgrund der charakteristischen Mikrostruktur von AM-Werkstoffen dazu beitragen, Prozessstrategien im Hinblick auf das Ermüdungsverhalten zu verfeinern.

Diese Studie konzentriert sich auf die Charakterisierung des Werkstoffverhaltens unter statischer und zyklischer Belastung von mittels Laser Powder Bed Fusion (LPBF) gefertigtem 17-4PH. Dabei werden Erkenntnisse aus Untersuchungen an konventionellem und LPBF-Material gegenübergestellt. Die Studie berücksichtigt verschiedene Aufbaurichtungen und Oberflächenzustände des AM-Werkstoffs. Anhand von Ermüdungsergebnissen im Bereich mittlerer bis sehr hoher Zyklenzahlen (bis zu 10¹⁰ Lastwechsel) wird der Einfluss der Verarbeitungsstrategie, der Orientierung während der Fertigung mittels AM und der Oberflächenbeschaffenheit auf die mechanischen Eigenschaften aufgezeigt. Aus den umfangreichen Bruchflächenanalysen lassen sich Empfehlungen für die Prozessstrategie für zyklisch beanspruchte Bauteile ableiten.