Werkstoffe

Zugfestigkeit und Dehngrenze

Die Festigkeitswerte der Werkstücke sind abhängig von der Ausrichtung der Proben im Bauraum. Die genannten Werte beziehen sich auf die Ausrichtung parallel zur Z-Achse, die erfahrungsgemäß die schlechtesten Festigkeiten aufweist.

Die Auswertungen erfolgten an der HTWK in Leipzig in Zusammenarbeit mit Hr. Prof. Rosemann.

Bezeichnung Einheit 1.4404 1.4542 1.4542 Bronze (CuSn10)
      as built peak-aged  
Dehngrenze Rp0,2 [N/mm2] 510 +/- 10 700 +/- 20 1360 +/- 20 331 -434
Zugfestigkeit Rm [N/mm2] 585 +/- 10 1130 +/- 15 1500 +/- 15 413 -556
Bruchdehnung At [%] 54 +/- 2 13 +/- 1 14 +/- 1 1,9 -18
Kerbschlagarbeit KV [J] 150 +/- 10 50 +/- 2 3 +/- 1  

Dichte

Die Auswertungen erfolgten an der HTWK in Leipzig in Zusammenarbeit mit Hr. Prof. Schulze.

Bezeichnung Einheit 1.4404 1.4542 CuSn10
ρ - Dichte [%] 99,5 99,5 99,5

Härte

Bei maximaler Härte des 1.4542 zeigt sich ein schnelles Versagen des Werkstoffes in der Kerbschlagarbeit.

Die Auswertungen erfolgten an der HTWK in Leipzig in Zusammenarbeit mit Hr. Prof. Rosemann.

Bezeichnung Einheit 1.4404 1.4542 1.4542
Wärmebehandlung     as built peak - aged
Härte Vickers [HV10] 227 +/- 5 345 +/- 5 495 +/- 10
Härte Rockwell [HRC] (17 +/- 1) 35 +/- 1 47 +/- 1

Korrosion

1.4404 ist zwar im Bereich Zugfestigkeit und Härte dem 1.4542 unterlegen, zeichnet sich aber diesem gegenüber durch deutliche bessere Korrosionseigenschaften aus.
Die Auswertungen erfolgten an der HTWK in Leipzig in Zusammenarbeit mit Hr. Prof. Rosemann.

Bezeichnung Einheit 1.4404 1.4542 1.4542
Wärmebehandlung     as built peak - aged
E Lochkorrosion [mVAgAgCl] 700 +/- 55 340 +/- 50 360 +/- 75
E Repassivierung [mVAgAgCl] 410 +/- 40 5 +/- 20 -10 +/- 20

Rauheit

Die Rauheit der Oberflächen ist abhängig von der Ausrichtung der Flächen. Die geringste Rauheit wird bei senkrecht orientierten (Seiten-) Flächen erzielt (Ra 1,94µm; Rz 10,36µm). Deckflächen sind dagegen ungefähr doppelt so rau (Ra 3,62µm; Rz 16,19µm). Nach unten orientierte Flächen, die abgestützt werden, entziehen sich einer sinnvollen Rauheitsmessung. Diese Flächen werden abhängig von der Teilegeometrie nachbearbeitet. Die Angaben beziehen sich auf ein glasperlgestrahltes Versuchsteil. Eine weitere Verbesserung der Oberflächen ist durch geeignete Nachbearbeitungsverfahren erreichbar.

Die Auswertungen erfolgten an der HTWK in Leipzig in Zusammenarbeit mit Hr. Prof. Schulze.

Eigenspannungen

In der Regel sind Eigenspannungen bei Kleinteilen nicht ausschlaggebend. Durch eine intelligente Positionierung im Bauraum kann dem Verzug entgegengewirkt werden. In Einzelfällen muß nachgebogen oder mit entsprechenden Aufmaßen korrigierend eingegriffen werden.

Detail-Auflösung

Erreichbar ist eine Auflösung von Details ab 0,15mm bei den Stählen 1.4542 und 1.4404. Bei Bronze liegt die Auflösung bei 0,1mm. Begrenzender Faktor sind zum einen die Maschinendaten (55µm Laserspot Stahl gegenüber 30µm Laserspot Bronze) und zum anderen die Stützstrukturen. Sobald diese benötigt werden, muss das Teil stabil genug sein, um es von diesen lösen zu können. Bei Strukturen unter 0,5mm Wandstärke muss deshalb die Bausituation im Detail betrachtet werden.

Maßhaltigkeit

Die Einhaltung der Maß-Toleranzen ist bei der additiven Fertigung hauptsächlich von der grundsätzlichen Rauheit der Oberflächen aus den Parametern und den Stützstrukturen abhängig. Dadurch ergibt sich auch hier ein Zusammenhang zur Ausrichtung der Bauteile im Bauraum. Während in X & Y-Richtung die Maße innerhalb eines Toleranzfeldes von +/-0,1mm bleiben, ist die Toleranz in Z abhängig von der Möglichkeit der Nachbearbeitung. Ist diese gegeben so kann auch in Z +/-0,1mm zugesichert werden.

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