Regelung des Metall-Schutzgas-Wire-Arc-Additive-Manufacturing zur Herstellung von gradierten Bauteilen

Autor:  Lennart Vincent Hölscher

ISBN: 978-3-69030-058-2

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2025

Herausgeber der Reihe: Hans Jürgen Maier

Band-Nr.: IW 02/2025

Umfang: 124 Seiten, 84 Abbildungen

Schlagworte: Wire-Arc-Additive-Manufacturing, Metallschutzgasschweißen, Prozessregelung, funktionell gradiertes Material

Kurzfassung: Wire-Arc-Additive-Manufacturing (WAAM) ist ein Fertigungsverfahren, welches es ermöglicht, funktionell gradierte Materialien (engl.: functional graded material“ (FGM)) herzustellen. In dieser Arbeit werden für die WAAM-Fertigung das Metall Schutzgasschweißen und das cold-wire-Gas-Metal-Arc-Welding angewendet. Als Höhenschritt wird der Abstand zwischen zwei Lagen in Aufbaurichtung bezeichnet. Wird der Höhenschritt falsch bestimmt, summiert sich der Fehler beim Aufbau mehrerer Lagen und es kann zu mangelnder Schutzgasabdeckung oder einer Kollision zwischen Schweißbrenner und Bauteil kommen. Um dieses Problem auszuschließen, wurde in dieser Arbeit auf Basis der elektrischen Prozessparameter ein Regelkreis entwickelt, welcher in der Lage ist, den Abstand zwischen Brenner und Bauteil konstant zu halten. Der Regelkreis ermöglicht die prozesssichere Fertigung von WAAM-Bauteilen ohne vorherigen Vorexperimenten. Mithilfe dieses Regelkreises ist es auch möglich, FGM-Bauteile aufzubauen.