Recycling von Stahlpulvern für das selektive Laserstrahlschmelzen
Marius Hilzenthaler
In dieser Arbeit geht es um Untersuchungen zur Recyclingfähigkeit von Stahlpulvern aus X1NiCrMoCu25-20-5 und C35 für die additive Fertigung mittels selektivem Laserstrahlschmelzen. Aufgrund hoher Rohstoffkosten für Pulverwerkstoffe ist das Recycling von überschüssigem Pulver von hohem Interesse. Um den Einfluss auf das Pulver und gebaute Teile zu bestimmen, wurden detaillierte Analysen bezüglich Pulvereigenschaften und mechanischer Kennwerten 3D-gedruckter Proben vorgenommen.
Der hochlegierte Pulverwerkstoff aus X1NiCrMoCu25-20-5 zeigt aufgrund seiner hohen Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit keine signifikante Änderung in seinen Eigenschaften durch Recycling. Selbst nach insgesamt zehn Recyclingschritten sind keine negativen Einflüsse auf Pulvereigenschaften und mechanische Kennwerte von Bauteilen erkennbar. Somit kann überschüssiges Pulver mehrfach gesiebt und zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit für den Prozess wiederverwendet werden
Mit dem Stahl C35 wurde erfolgreich ein wasserverdüster Pulverwerkstoff aus Baustahl für die additive Fertigung qualifiziert. Durch die schwache Oxidationsbeständigkeit ist der Werkstoff zwar nicht für das Pulverrecycling geeignet, stellt aufgrund der sehr geringen Herstellungskosten allerdings eine sehr wirtschaftliche Alternative zu teuren, gasverdüsten hochlegierten Stählen dar. Die beobachtete Sauerstoff- und Kohlenstoffreduktion während des Druckprozesses durch die Reaktion zu Kohlenstoffmonoxid und Entweichung in Form von Gasen bietet eine Perspektive zur gezielten Einsetzung dieses Effektes. So können schädliche Anteile an Sauerstoff im Werkstoff durch die Wasserverdüsung während des Druckprozesses minimiert werden. Dadurch ist die Herstellung nahezu dichter Teile mit guten mechanischen Eigenschaften möglich.
