Temperaturadaptive Prozessauslegung für das Laser-Pulver-Auftragschweißen

In diesem Buch wird das Laser-Pulver-Auftragschweißen betrachtet, ein variabel einsetzbares generatives Fertigungsverfahren, das spezifische Vorteile in den Industriezweigen Beschichten, Reparieren und mittlerweile auch in der additiven Fertigung (3D-Druck) aufweist. Um das vollständige Potenzial als ressourcenschonende Technologie nutzen zu können, sind jedoch noch unterschiedliche Aufgabenstellungen entlang der Prozesskette zu optimieren. In der Anwendung lassen sich starke Abhängigkeiten zwischen der Bauteilgeometrie und dem Prozess beobachten, sodass nach heutigem Stand keine einheitliche Aufbaustrategie für beliebige Bauteile angewendet werden kann. Durch signifikante Unterschiede der thermischen Randbedingungen im Prozess und zwischen den Bauteilgeometrien wird oftmals eine variierende Prozessstabilität und damit auch Bauteilqualität beobachtet. Es ist somit stets eine iterative, meist experimentelle Prozessoptimierung notwendig. Diese erfordert Expertenwissen und geht mit hohen Ressourcenkosten sowie langen Entwicklungszeiten einher. Folglich ist eine breite Industrialisierung dieses Verfahrens speziell für die additive Fertigung nach wie vor eingeschränkt. Um diesem Defizit entgegenzuwirken, wird in dem vorliegenden Buch eine temperaturadaptive Prozessauslegung vorgestellt. Auf Grundlage von empirisch ermittelten Daten und einer thermischen Simulation wird eine automatisierte Generierung einer angepassten Prozessstrategie für beliebige Bauteile ermöglicht.

Markus Heilemann studierte Maschinenbau mit den Schwerpunkten Werkstofftechnik und Produktionstechnologien an der Technischen Universität Hamburg (TUHH). Nach seinem Abschluss im Oktober 2016 fing er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Laser Zentrum Nord (LZN) GmbH an zu arbeiten und begann dort seine Doktorarbeit bei Prof. Dr.-Ing. Claus Emmelmann (Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik der TUHH). Herr Heilemann arbeitete bis August 2023 als Gruppenleiter und stellvertretender Abteilungsleiter an der Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT - in die die LZN GmbH 2018 überführt wurde - und promovierte im selbigen Jahr.