Einfluss von lokalen Wärmeflussvariationen auf geometrische Ablenkungen, Mikrostruktur und Zugfestigkeit von Ti-6Al-4 V Produkten in Pulverbett-Schmelzsystemen

Diese Forschung untersuchte die Geometrie, Mikrostruktur und Zugfestigkeit von Ti-6Al-4 V Proben, die durch Selektives Laserschmelzen (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM) hergestellt wurden und aufgrund verschiedener Wärmeübertragungsmechanismen, die gleichzeitig an unterschiedlichen Orten auftreten, variieren. Die geometrischen Variationen wurden bewertet, indem die auf diese Weise hergestellten kranialen Implantate mit ihren computergestützten Entwurfsdateien unter Verwendung eines 3D-Scanners verglichen wurden. Die SLM-Proben waren stark verformt, während der EBM-Prozess die Größe, nicht jedoch die Form der Proben beeinflusste. Die Abkühlrate variierte vom Kern zu den Oberflächenzonen, sodass die mikrostrukturelle Morphologie zwischen ihnen variierte. Die Größe und Ausrichtung der ausgefällten α-Phase variierte signifikant vom Kern bis zu den Oberflächenzonen im EBM. Zwei neue α-Kolonien wurden identifiziert; eine wurde aus der vorherigen β-Korngrenze nucleiert und wuchs, während die andere Parallelogramme gleicher Größe aus α-Lamellen bildete. Die in Z-Richtung aufgebauten Zugproben im EBM wiesen die niedrigste Streckgrenze und die höchste Dehnung auf, aufgrund des Effekts der langsamsten Abkühlrate, die die kontinuierliche dynamische Rekristallisation förderte, und α-Kolonien, die aus der α-Korngrenze ausgefällt wurden. Dies kann Ingenieuren nützliche Hinweise zur Entwicklung der funktional gradierten Struktur geben.