Charakterisierung und additive Fertigung von niedriglegiertem Stahlpulver

Jan Platl

doi:10.34901/mul.pub.2023.265

Charakterisierung und additive Fertigung von niedriglegiertem Stahlpulver

Translated title of the contribution: Characterization and Additive Manufacturing of Low Alloyed Steel Powder

Jan Platl

Research output: Thesis › Master's Thesis

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Abstract

Additive Manufacturing (AM) of metal powders is a novel technique that offers comprehensive freedom in design regarding part geometry. In recent years, AM evolved from rapid prototyping to a production technique for a wide range of applications, such as medical, tooling, aerospace or automotive. In this master thesis, the manufacturability of a low alloyed steel powder with Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing was investigated. The characterization covered the analysis of the powder feedstock, the finding of process parameters and the mechanical testing of AM-samples with subsequent evaluation of the case hardenability. Systematic variations of process parameters enabled manufacturing of samples with promising mechanical properties that create a good basis for further optimizations. The case-hardenable steel grade 16MnCr5 was chosen as a reference material.

Translated title of the contribution	Characterization and Additive Manufacturing of Low Alloyed Steel Powder
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Awarding Institution	Montanuniversität
Supervisors/Advisors	Landefeld, Andreas, Co-Supervisor (internal) Schnitzer, Ronald, Supervisor (internal)
Award date	19 Oct 2018
DOIs	https://doi.org/10.34901/mul.pub.2023.265
Publication status	Published - 2018

Bibliographical note

embargoed until 09-10-2023

Keywords

additive manufacturing
powder bed procedure
Laser Powder Bed Fusion (LPBF)
low alloyed steel powder
case hardening

Access to Document

10.34901/mul.pub.2023.265Licence: CC BY

VolltextFinal published version, 15.9 MB

Cite this

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title = "Charakterisierung und additive Fertigung von niedriglegiertem Stahlpulver",

abstract = "Die additive Fertigung von metallischen Werkstoffen als relativ neuartiges Verfahren bietet dem Anwender eine umfassende Gestaltungsfreiheit in Bezug auf die Bauteilgeometrie. In den letzten Jahren entwickelte sich die additive Fertigung vom reinen Prototypenbau zu einem etablierten Fertigungsverfahren, das von der Medizintechnik {\"u}ber den Werkzeugbau bis zur Luftfahrt und Automobilindustrie ein breites Anwendungsspektrum findet. Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurde die Herstellbarkeit eines niedriglegierten Einsatzstahls mit dem Selektiven Laserschmelzen beurteilt. Die Charakterisierung umfasst die Untersuchung des Ausgangspulvers, die Findung der Prozessparameter und die mechanische Erprobung additiv gefertigter Proben mit anschlie{\ss}ender Beurteilung des Werkstoffverhaltens beim Einsatzh{\"a}rten. Durch systematische Variation der Prozessparameter konnten Proben aus dem niedriglegierten Stahlpulver mit einem vielversprechenden Eigenschaftsprofil erzeugt werden, die eine gute Basis f{\"u}r weitere Optimierungen darstellen. Als Referenzmaterial fungierte der Einsatzstahl 16MnCr5.",

keywords = "Additive Fertigung, Pulverbettverfahren, Laser Powder Bed Fusion (LPBF), niedriglegiertes Stahlpulver, Einsatzh{\"a}rtung, additive manufacturing, powder bed procedure, Laser Powder Bed Fusion (LPBF), low alloyed steel powder, case hardening",

author = "Jan Platl",

note = "gesperrt bis 09-10-2023",

year = "2018",

doi = "10.34901/mul.pub.2023.265",

language = "Deutsch",

school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

TY - THES

T1 - Charakterisierung und additive Fertigung von niedriglegiertem Stahlpulver

AU - Platl, Jan

N1 - gesperrt bis 09-10-2023

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Die additive Fertigung von metallischen Werkstoffen als relativ neuartiges Verfahren bietet dem Anwender eine umfassende Gestaltungsfreiheit in Bezug auf die Bauteilgeometrie. In den letzten Jahren entwickelte sich die additive Fertigung vom reinen Prototypenbau zu einem etablierten Fertigungsverfahren, das von der Medizintechnik über den Werkzeugbau bis zur Luftfahrt und Automobilindustrie ein breites Anwendungsspektrum findet. Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurde die Herstellbarkeit eines niedriglegierten Einsatzstahls mit dem Selektiven Laserschmelzen beurteilt. Die Charakterisierung umfasst die Untersuchung des Ausgangspulvers, die Findung der Prozessparameter und die mechanische Erprobung additiv gefertigter Proben mit anschließender Beurteilung des Werkstoffverhaltens beim Einsatzhärten. Durch systematische Variation der Prozessparameter konnten Proben aus dem niedriglegierten Stahlpulver mit einem vielversprechenden Eigenschaftsprofil erzeugt werden, die eine gute Basis für weitere Optimierungen darstellen. Als Referenzmaterial fungierte der Einsatzstahl 16MnCr5.

AB - Die additive Fertigung von metallischen Werkstoffen als relativ neuartiges Verfahren bietet dem Anwender eine umfassende Gestaltungsfreiheit in Bezug auf die Bauteilgeometrie. In den letzten Jahren entwickelte sich die additive Fertigung vom reinen Prototypenbau zu einem etablierten Fertigungsverfahren, das von der Medizintechnik über den Werkzeugbau bis zur Luftfahrt und Automobilindustrie ein breites Anwendungsspektrum findet. Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurde die Herstellbarkeit eines niedriglegierten Einsatzstahls mit dem Selektiven Laserschmelzen beurteilt. Die Charakterisierung umfasst die Untersuchung des Ausgangspulvers, die Findung der Prozessparameter und die mechanische Erprobung additiv gefertigter Proben mit anschließender Beurteilung des Werkstoffverhaltens beim Einsatzhärten. Durch systematische Variation der Prozessparameter konnten Proben aus dem niedriglegierten Stahlpulver mit einem vielversprechenden Eigenschaftsprofil erzeugt werden, die eine gute Basis für weitere Optimierungen darstellen. Als Referenzmaterial fungierte der Einsatzstahl 16MnCr5.

KW - Additive Fertigung

KW - Pulverbettverfahren

KW - Laser Powder Bed Fusion (LPBF)

KW - niedriglegiertes Stahlpulver

KW - Einsatzhärtung

KW - additive manufacturing

KW - powder bed procedure

KW - Laser Powder Bed Fusion (LPBF)

KW - low alloyed steel powder

KW - case hardening

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.265

DO - 10.34901/mul.pub.2023.265

M3 - Masterarbeit

ER -