Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Reproduzierbare und endkonturnahe Fertigung beim Sintern mit hoher Schwindung

Im Rahmen des beantragten Projektes soll eine endkonturnahe Fertigung pulvermetallurgisch zu erzeugender Produkte realisiert werden. Die Anwendbarkeit der auszuarbeitenden Methode auf die Prozessrouten des Binder-Jettings, Fused-Filament-Fabrications, Metal-Injection-Mouldings und des Pulverpressens soll dabei unter Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe gezeigt werden. Unter Berücksichtigung der durch die unterschiedlichen Verfahren eingebrachten Gefügecharakteristika und -inhomogenitäten soll durch experimentelle Parameterstudien ein fundiertes Verständnis der Sinterkinetik geschaffen werden, welches auch Aufschluss über die auftretenden anisotropen Maßänderungen gibt. Des Weiteren sollen die für das Sinterverhalten relevanten Werkstoffkenngrößen experimentell bestimmt und im Rahmen numerischer Simulationen des Sinterprozesses genutzt werden. Die diesen Simulationen zu Grunde liegenden kontinuumsmechanischen Modelle sollen sich dabei sowohl auf die gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich des prozessabhängigen Sinterverhaltens als auch auf die experimentell ermittelten Inhomogenitäten und daraus resultierenden Anisotropie stützen. Diese Modelle werden schließlich genutzt, um die Abmessungen ausgewählter Demonstratorbauteile im Grünlingszustand iterativ derart zu optimieren, dass die sich nach dem Sintern ergebende Geometrie der gewünschten Zielgeometrie entspricht. KMU profitieren von dieser Methode durch effizientere und kostengünstigere Entwicklung pulvermetallurgischer Prozessketten. Neben schnelleren Entwicklungszeiten wird der Umfang benötigter Nachbearbeitungsschritte durch die endkonturnahe Fertigung minimiert. Zusätzlich ermöglicht die numerische Optimierung in Verbindung mit einem vertieften Verständnis der Wechselwirkung einzelner Prozessparameter die Erweiterung des bestehenden Produktportfolios hin zu komplexen Bauteilgeometrien, welche auf Grund des auftretenden Verzugs bislang nicht pulvermetallurgisch hergestellt werden konnten.