Sintersimulation und Validierung für die sinterbasierten Fused Filament Fabrication Prozessroute

Abstract

Im Rahmen dieser Masterarbeit werden Randbedingungen und Grenzen der Sintersimulation für die sinterbasierte additive Fertigung untersucht. Hierzu wird die Sintersimulation anhand von Probekörpern und Bauteilen aus dem Material SS316L untersucht und weiterentwickelt. Für die additiv gefertigte Probekörper werden selbstständig Entbinderungs- und Sinterversuche durchgeführt. Untersucht werden die Auswirkungen des Sinterns unter Einfluss ausgewählter Parameter (Sintertemperatur, Haltezeit, Aufheizrate) auf die Eigenschaften der metallischen Bauteile. Zudem wird ein Abgleich der Simulationsergebnisse für das Fused Filament Fabrication mit vergleichbaren Verfahren angestrebt. Damit sollen die Potentiale und Möglichkeiten der Sinter-Simulation als effizientes, prädiktives Tool für die Entwicklung neuer Werkstoffe und Bauteilgeometrien evaluiert werden. Diese Arbeit könnte als Leitfaden und Beispiel für die Formgestaltung und Sinteroptimierung des FFF-Prozesses für industrielle Anwendungen dienen.

As part of this master's thesis, boundary conditions and limits of sinter simulation for sinter-based additive manufacturing are examined. For this purpose, the sintering simulation is expanded and further developed using test specimens and components made of the material SS316L. Debinding and sintering tests are carried out independently for the additively manufactured test specimens. The effects of sintering under the influence of various parameters (sintering temperature, holding time, heating rate) on the properties of the metallic components are examined. In addition, a comparison of the simulation results for fused filament fabrication with comparable processes is sought. The aim is to evaluate the potential and possibilities of sinter simulation as an efficient, predictive tool for the development of new materials and component geometries. This work could serve as a guide and example for the shape design and sinter optimization of the FFF process for industrial applications.