Simulation der Schmelzbaddynamik im PBF-LB/M, Beitrag 6, Bastien Dietemann, Fraunhofer IWM
Teil 6: Simulation der Schmelzbaddynamik im PBF-LB/M
Dr. Bastien Dietemann, Fraunhofer IWM
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Der wesentliche Schritt beim Laser Powder Bed Fusion Prozess ist das Schmelzen des Pulvers durch Lasereinwirkung. Dieser Schritt beeinflusst die finale Form des gedruckten Bauteils und auch die finalen Materialeigenschaften.
Der Laser interagiert mit dem Pulver wodurch das Bauteil geformt wird. Dieser Prozess ist deshalb entscheiden für die erfolgreiche Herstellung.
Die Simulation des Schmelzbads ist sehr komplex und umfasst zahlreiche physikalische Phänomene, die es alle zu berücksichtigen gilt.
Sehr wichtig ist die Interaktion des Lasers mit dem Material. Der Laser kann an der Oberfläche absorbiert oder reflektiert werden. Hierdurch ist es möglich, dass Teile des Lasers durch interne Reflexion auch tief ins Pulverbett gelangen. Der genaue Absorptionskoeffizient hängt dabei vom Aggregatzustand und der Temperatur des Substrats ab.
Das Erhitzen des Pulvers führt noch zu vielen weiteren dynamischen Vorgängen im System. Für eine realistische Simulation ist es notwendig, dass all diese Phänomene berücksichtigt werden. Das Ergebnis dieser Simulation ist nun die genaue Form des Objektes, aber auch Informationen über die Temperaturhistorie im Bauteil.