Elektronenstrahlschweißen von additiv gefertigten Bauteilen aus Nickelbasislegierungen

Additive Fertigungstechnologien eröffnen neue Möglichkeiten für die Gestaltung von Bauteilen sowie für einen effizienteren Einsatz von Ressourcen. Besonders bei teuren und schwer zu bearbeitenden Werkstoffen wie Nickelbasislegierungen machen sich diese Vorteile bemerkbar. Sowohl in der Neuteilfertigung als auch bei der Reparatur von Bauteilen fehlen jedoch aktuell verlässliche Fügetechnologien für additiv gefertigte Komponenten.

Um die Effizienz additiver Fertigungstechnologien zu steigern und damit ihre Einsatzmöglichkeiten zu erweitern, arbeiten wir am Fraunhofer IPK an der Weiterentwicklung des Elektronenstrahlschweißens für die Anforderungen additiv gefertigter Bauteile. Neben artgleichen Verbindungen aus additiven Bauteilen optimieren wir die Kombination von im Pulverbett gefertigten Komponenten und Gussteilen sowie die Verbindung zwischen Pulverbett und Laser-Pulver-Auftragschweißen. Dies geschieht in einem mehrstufigen Projekt am Beispiel der weit verbreiteten Legierung Inconel 718. Zur wissenschaftlichen Absicherung der Ergebnisse werden Methoden der statistischen Versuchsplanung, numerische Simulation sowie moderne Analytik eingesetzt. Ziel des Projekts ist es, nicht nur Möglichkeiten zur Anpassung des Elektronenstrahlschweißens auf additiv gefertigte Bauteile zur Verfügung zu stellen, sondern auch Erkenntnisse über die weitere Anwendbarkeit der bestehenden Schweißnormen für das Fügen von AM-Teilen zu gewinnen.