Einfluss infrarotstrahlungsabsorbierender Partikel auf die Bauteileigenschaften im High Speed Sintering

Titelangaben

Pezold, Daniel:
Einfluss infrarotstrahlungsabsorbierender Partikel auf die Bauteileigenschaften im High Speed Sintering.
Bayreuth , 2024 . - III, 177 S.
( Dissertation, 2023 , Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften)
DOI: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00007395

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Abstract

Das High Speed Sintering ist ein vielversprechendes Verfahren zur Steigerung der Produktivität durch eine einfache Skalierbarkeit der Maschine im Bereich der pulverbettbasierten additiven Fertigung von Polymeren. Zusätzlich eröffnet das Verfahren durch einen vollflächig überfahrenden Infrarotstrahler über das Pulverbett ein breiteres zu verarbeitendes Materialspektrum an Polymerpulvern gegenüber dem Laser Sintern. Demgegenüber steht der ausschließliche Einsatz von Ruß als Infrarotstrahlungsabsorber, der eine dunkelgraue Färbung der Bauteile verursacht.
Um für die industrielle Produktion neue Möglichkeiten zur Fertigung hellerer Bauteile mittels eines geringeren Farbgebungseinfluss der Tinte zu schaffen, wurden unter dieser Zielsetzung im Rahmen der Arbeit systematisch infrarotstrahlungsabsorbierende Partikel ausgewählt und bewertet. Beim am höchsten bewerteten Partikel der Nutzwertanalyse wurde der Einfluss auf die Bauteileigenschaften bei unterschiedlichen Fertigungsparametern untersucht. Für die Versuchsplanung und -auswertung wurde die Methode der statistischen Versuchsplanung angewendet. Dabei bildete die Grundlage für den Vergleich der Tinten, der Einsatz geeigneter Messmethoden für die Bestimmung des Energieeintrages beim In-Prozess des High Speed Sinterings. Die Ergebnisse wurden im industriellen Umfeld auf der High Speed Sintering Maschine validiert und weitere mögliche IR-Strahler quantifiziert.

Abstract in weiterer Sprache

High Speed Sintering is a promising technology for increasing productivity through simple machine scalability in the field of powder bed fusion of polymers in additive manufacturing. In addition, the technology opens up a wider range for processing polymer powders compared to laser sintering due to an infrared (IR-)emitter that passes over the entire surface of the powder bed. This is in contrast to the exclusive use of carbon black as an infrared radiation absorber, which causes a dark gray coloration of the components.
In order to create new possibilities for the industrial production of brighter parts by means of a lower coloring influence of the ink, IR-absorbing particles were systematically selected and evaluated within the scope of this work. For the particle with the highest rating in the utility value analysis, the influence on the component properties with different production parameters was investigated. The statistical design of experiments method was used for the test planning and evaluation. The comparison of the inks was based on the use of suitable measurement methods for determining the energy input during the in-process of High Speed Sintering. The results were validated in an industrial environment on the High Speed Sintering machine and further possible IR-emitters were quantified.