Neues Hochschulpraktikum: Thermomechanisches Werkstoffverhalten in der additiven und schweißtechnischen Fertigung

Ab dem kommenden Sommersemester wird am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung ein neues Hochschulpraktikum angeboten, das sich an Studierende im Masterstudium richtet. Im Rahmen des Praktikums wird das thermomechanische Verhalten unterschiedlicher metallischer Werkstoffe mittels eines Schweiß- und Umformsimulators, der Gleeble 3800-GTC, untersucht. Diese Versuche und ergänzende metallographische Analysen dienen der Identifikation und Bewertung der Implikationen, die sich aus der Temperaturführung bei der additiven bzw. schweißtechnischen Fertigung ergeben.

Die Experimente umfassen:

  • Thermo-physikalische Simulation des Fertigungsprozesses: Aufbringen unterschiedlicher prozessnaher Temperaturzyklen sowie Wärmebehandlungen mittels thermo-physikalischem Simulator (Gleeble 3800-GTC)
  • Zugversuch: Charakterisierung der sich aus der Wärmeführung ergebenden Eigenschaften
  • Warmzugversuch: Untersuchung der Heißrissanfälligkeit
  • Metallographie: Vorbereitung und Durchführung metallographischer Untersuchungen zur Analyse des Gefüges bzw. der auftretenden Heißrisse
  • Härtemessung: Analyse der Härte im Ausgangszustand sowie nach dem Aufbringen verschiedener Temperaturzyklen

Die Studierenden erhalten somit einen faszinierenden Einblick in das thermomechanische Werkstoffverhalten während der additiven Fertigung bzw. dem Schweißen sowie in die experimentellen Arbeiten am Lehrstuhl.

Das Praktikum wird als Blockpraktikum angeboten, voraussichtlich im September 2021

Die Anmeldung zum Praktikum erfolgt über das zentrale Anmeldeverfahren für Hochschulpraktika in TUMonline ab dem 25.01.2021


Neue Forschungsgruppenleiterin am Lehrstuhl

Am 01.10.2020 trat Dr.-Ing. Zirong Peng unserem Team am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der additiven Fertigung bei. Sie wird eine Forschungsgruppe aufbauen und leiten, welche sich mit der Untersuchung und Entwicklung von metallischen Werkstoffen beschäftigt, die durch oder für die Additive Fertigung hergestellt werden. Ein besondere Fokus liegt auf experimentellen Hochdurchsatzverfahren und fortgeschrittenen Data-Mining-Technologien. Bevor sie nach München kam, hat Dr. Peng am Max-Planck-Institut für Eisenforschung promoviert. Dort wandte sie verschiedene Techniken zur Materialcharakterisierung an, insbesondere moderne Mikroskopie- und Mikroanalysetechniken wie die Atomsonden-Tomographie und die (Raster-)Transmissionselektronenmikroskopie, um grundlegende materialwissenschaftliche Probleme zu untersuchen und komplexe ingenieurwissenschaftliche Fragestellungen zu lösen. Sie arbeitete auch an der Materialkonstruktion unter Verwendung von Big-Data-Technogien.


Interview mit Herrn Prof. Mayr in der aktuellen Reisswolf Ausgabe

In der aktuellen Ausgabe des Reisswolf finden Sie ein interessantes Interview mit Herrn Prof. Mayr zum Aufbau des Lehrstuhls "Werkstofftechnik der Additiven Fertigung" und zum Thema 3D-Druck.

Durch anklicken des untenstehenden Bildes gelangen Sie zum gesamten Interview.


Vortrag von Prof. Mayr im Rahmen der 11. Ranshofener Leichtmetalltage 2020

Konfernzbeitrag zum Thema "In-Line Oberflächenbehandlung und Diffusionsfügen" von Herrn Prof. Mayr im Rahmen der 11. Ranshofener Leichtmetalltage 2020 vom 03.09.2020

Abstract

Das Diffusionsfügen ist nicht nur ein sehr vielfältiges Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden herausfordernder Werkstoffkombinationen, sondern eignet sich auch hervorragend für die Additive Fertigung. Beim Layer-Laminated-Manufacturing werden artgleiche oder artfremde Blechwerkstoffe über Diffusionsvorgänge miteinander stoffschlüssig verbunden. Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Apparaten, Reaktoren und Wärmetauschern aus unterschiedlichen Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen.Beim Diffusionsfügen ist der Oberflächenzustand ein kritischer Faktor, insbesondere für die Schweißbarkeit von oxidbildenden Metallen und modernen Hochleistungswerkstoffen. Um das Diffusionsvermögen und dadurch die Verbindungseigenschaften zu verbessern, ist es notwendig, die Fügeflächen unmittelbar vor dem Fügeprozess zu behandeln. Eine Regeneration der Oxidschicht vor dem Fügen würde die Schweißbarkeit negativ beeinträchtigen und die Verbindungseigenschaften verschlechtern.

In der hier vorgestellten Arbeit wurde ein einzigartiges Konzept für eine Inline-Oberflächenbehandlung in Kombination mit dem Diffusionsschweißen entwickelt. Dazu wurde eine an eine Handschuhbox gekoppelte Diffusionsfügekammer zur Behandlung von Proben und zum Transfer von Proben unter inerter Atmosphäre eingerichtet. Die Oberflächenbehandlungen umfassten zum Beispiel Schleifen, Fräsen, Umformen und verschiedene chemische Behandlungen.

Die Ergebnisse haben gezeigt, dass Oberflächenbehandlungen die Topographie, Mikrostruktur und damit die freie Energie der Oberflächen stark beeinflussen können. Mit dieser Inline-Technologie konnten verbesserte Verbindungseigenschaften erzielt oder die Fügetemperatur für temperaturempfindliche Werkstoffe deutlich gesenkt werden. In diesem Vortrag werden Verbindungsstrategien für Mischverbindungen aus Aluminium und Magnesium sowie aus ultrafeinkörnigem Aluminium präsentiert.

 

Mehr Informationen zu den Ranshofener Leichtmetalltagen finden Sie unter:

https://www.lmt.ait.ac.at/


Neuer Forschungsgruppenleiter am Lehrstuhl

Seit dem 01.09.2020 verstärkt Nico Hempel unser Team am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung. Seine Aufgaben umfassen unter anderem den Aufbau und die Leitung einer Forschungsgruppe, die sich mit dem thermomechanischen Verhalten von Werkstoffen für und durch die Additive Fertigung beschäftigt. Zuvor war Herr Hempel an der TU Braunschweig tätig, wo er sich vor allem der experimentellen und numerischen Analyse von Schweißeigenspannungen sowie der Werkstoff- und Bauteilprüfung widmete.


Projektseminar "Werkstoffauswahl in der Additiven Fertigung"

Sie wollten schon immer ein metallisches Bauteil drucken? Im Projektsemniar "Werkstoffauswahl in der Additiven Fertigung" des Lehrstuhls Werkstofftechnik der Additiven Fertigung lernen Sie die Vorgehensweise wie man ein konventionell gefertigtes Bauteil in ein additiv gefertigtes Bauteil überführt. Hierzu zählen die Formulierung von Randbedingungen, die Auswahl eines geeigneten Werkstoffs und die konstruktive Optimierung des Bauteils. Den Abschluss des Projektseminars soll der Druck Ihres konzipierten Bauteils bilden.

Der Lehrstuhl bietet im kommenden Sommersemester 2020 ein Projektseminar zum Thema Werkstoffauswahl in der Additiven Fertigung an.

Weiterführende Informationen finden Sie auf der Homepage des ZSK (https://www.mw.tum.de/zsk/angebote/in-kooperationen/projektseminar-an-der-fakultaet-fuer-maschinenwesen/) bzw. im anschließend aufgeführten PDF.


Interview von Prof. Mayr anlässlich der MTC3-Tagung an der TUM


White Paper von Oerlikon zur Zukunft der Additiven Fertigung