- AutorIn
- PD Dr.-Ing. habil. Khaled Alaluss Technische Universität Chemnitz
- Univ.-Prof. Dr. Peter MayrTechnische Universität Chemnitz
- Titel
- Additive Fertigung von beanspruchungsgerechten und komplexen Bauteilgeometrien mittels 3D Plasma-Auftragschweißen – ein simulativer Beitrag zur Bauteilcharakterisierung
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-342434
- Übersetzter Titel (EN)
- Additive manufacturing of complex components through 3D plasma metal deposition – a simulative approval
- Konferenz
- 11. SAXSIM-SAXON SIMULATION MEETING. Chemnitz, 26.03.2019
- Quellenangabe
- 11. SAXON SIMULATION MEETING : Präsentationen und Vorträge des 11. Anwendertreffens am 26. März 2019 an der Technischen Universität Chemnitz
- Abstract (DE)
- In diesem Beitrag wird über die erzielten Ergebnisse der durchgeführten simulativ-experimentellen Untersuchungen für additive Fertigung von komplexen Bauteilgeometrieflächen mittels 3D – Plasma-Auftragschweißen berichtet. Hierbei wurde mittels des 3D – Plasma-Pulver-Auftragschweißenes von komplexen Konturflächen für ein Werkzeugmodell und ähnliche Bauteilgeometrien aus reinem Schweißgut in Mehrlagentechnik beanspruchungsgerecht hergestellt. Infolge der Besonderheiten des 3D – Plasma-Auftragschweißenes mit großer Schweißgutvolumina wie stark abweichende Eigenschaften zwischen Grund-/ Auftragswerkstoff und asymmetrischer Wärmeeintrag sind die entstehenden Schrumpfungen, Verformungen/ Eigenspannungen besonders kritisch. Diese führen demzufolge zu Maß- und Formabweichungen sowie Bildung von Bauteilrissen, welche die Qualität der additiv plasma-auftraggeschweißten Bauteilstrukturen negativ beeinflussen können. Mittels des aufgebauten thermo-elastisch-plastischen Simulationsmodells wurden die auftretenden Temperaturfeldverteilung, Verformungen und Eigenspannungen während des additiven 3D – Plasma-Auftragschweißenes von Werkzeugkonturflächen vorausbestimmt und analysiert. Anhand des aufgebauten Ellipsoid-Wärmequellenmodells für Plasma-Pendelschweißprozess wurden die Temperaturfeldverteilung und deren Gradienten ermittelt. Darauf aufbauend wurden eine gekoppelte thermisch-elastisch-plastische struktur-mechanische Analyse durchgeführt. Mittels der Durchführung von werkstofflich-fertigungstechnischen Maßnahmen wie Verwendung von zähen Werkstofflegierungen, Grundköpervorwärmen und -festeinspannen wurden die damit entstehenden Bauteilverformung und -eigenspannungen simulativ kompensiert bzw. minimiert. Demzufolge wurden die damit erreichten Ergebnisse für die Herstellung endkonturnaher Werkzeugkonturflächen mit vordefinierten Schichteigenschaften praxisnah genutzt. Die dabei erreichten Simulationsergebnisse der Temperaturfeldverteilung und des Verformungs- und Eigenspannungszustandes präsentierten eine gute Übereinstimmung mit den Experimentresultaten.
- Freie Schlagwörter (DE)
- 3D Plasma-Auftragschweißen, FE-Modell, Verzug und Eigenspannungen, Temperaturfelder, Wärmequellenmodell
- Freie Schlagwörter (EN)
- Additive manufacturing, 3D – PMD, FE model, warpage and residual stresses, temperature fields, heat source model
- Klassifikation (DDC)
- 620
- Normschlagwörter (GND)
- Simulation
- Publizierende Institution
- Technische Universität Chemnitz, Chemnitz
- Version / Begutachtungsstatus
- angenommene Version / Postprint / Autorenversion
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-342434
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 05.07.2019
- Dokumenttyp
- Konferenzbeitrag
- Sprache des Dokumentes
- Deutsch