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By Monika Blattmeier

Die zunehmende Vielfalt von Produktvarianten erfordert versatile Fertigungstechniken, die trotz ihrer Komplexität eine wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen möglich machen. Lasersintern gilt derzeit als ein relevantes Fertigungsverfahren, mit dem Funktionsprototypen sowie, in Abhängigkeit von den Anforderungen, auch (End-)Produkte im Bereich der Manufaktur und Kleinserien hergestellt werden. Aus Sicht der Produktentwicklung interessiert, wie lasergesinterte Kunststoffe gezielter in Serienanwendungen integriert werden können. Die Untersuchung zeigt das Leistungsvermögen von lasergesinterten Kunststoffbauteilen im Automobilbau im Hinblick auf die Oberflächenfunktionalität und die mechanischen Eigenschaften. Insbesondere wird das Verformungs- und Versagensverhalten bei Ermüdung beobachtet. Im Mittelpunkt der examine steht die Anisotropie, die aus dem mechanischen Wirkprinzip der Schichtstruktur resultiert.

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2 dargestellt, resultiert die lokale Temperatur verschiedener Stellen im Pulverbett aus der eingebrachten Wärme und der folgenden Wärmeausbreitung. Der Transport von Wärmeenergie basiert dabei auf Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung, deren jeweilige Höhe von den spezifischen Prozessbedingungen bestimmt wird. Einige Arbeiten zeigten modellhaft, dass der Wärmeverlust über Strahlung oder Konvektion nur wenige Prozent beträgt. Es wurde daraufhin abgeleitet, dass die absorbierte Energie im Lasersinterprozess im Wesentlichen durch Wärmeleitung im Material abgeführt wird [75, 76].

Im Lasersinterprozess werden durch die ungleichmäßige thermische Schwindung und Kristallisation von aufgeschmolzenen Volumenelementen asymmetrisch verteilte Spannungen im Volumenelement hervorgerufen, die zu Verzug führen. Als Ursachen gelten Temperaturgradienten infolge der anlagenspezifischen Prozessführung und allgemein der additiven Fertigung [73, 76, 79, 80]. Da sowohl das Auf-/Verschmelzen von Volumenelementen als auch die jeweilige Schwindung nacheinander erfolgen, behindern sich die Volumenelemente untereinander (s.

Schließlich soll darauf verwiesen werden, dass nach Nelson [75] mit Gl. 2, Tontowi [80] und Alscher [73] das Verhältnis der Oberflächenspannung zur Viskosität maßgebend für die zeitliche Änderung der Porosität ψ einer Pulverschüttung ist. Die Sinterrate k von Frenkel (Gl. 3) mit Ak = Arrheniuskoeffizient, Ea = Aktivierungsenergie, Rm = allgemeine Gaskonstante und T = Temperatur. Erstarren In der konventionellen Kunststoffverarbeitung wird die Formgebung der Polymerschmelze genau betrachtet [26]: Während und nach der Formgebung im Werkzeug ändert sich das Volumen des entstehenden Kunststoffbauteils.

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