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Das selektive Elektronenstrahlschmelzens (SEBM) gehört zu den additiven Fertigungsverfahren. SEBM erlaubt die endkonturnahe Herstellung nahezu beliebiger Bauteilgeometrien aus Metallen (z.B. Titanlegierungen, Nickel-Basis-Legierungen, Titanaluminide, Kobalt-Chrom oder Kupfer, Abb. 1). Basierend auf CAD-Daten wird mit Hilfe eines Elektronenstrahls Metallpulver selektiv Schicht für Schicht aufgeschmolzen, um vollständig dichte metallische Komponenten zu generieren (Abb. 2). Die Arbeit im Vakuum garantiert hierbei eine hohe Reinheit und Qualität. Dadurch ist auch die Verarbeitung von Werkstoffen mit hoher Affinität zu Gasen, die konventionell nur schwierig verarbeitbar sind, möglich. Die erzielbaren Materialeigenschaften reichen dabei typischerweise an die geschmiedeter Bauteile heran.

which are rather difficult to process under normal conditions – is possible. The resulting material properties are typically in the range of wrought materials.

Abb. 1: Beispiel für Hohl-Induktionsspulen aus Reinkupfer, hergestellt mit dem SEBM-Verfahren.	Abb. 2: Selektives Elektronenstrahlschmelzen aus dem Metallpulverbett.

Die Arbeitsgruppe Elektronenstrahlbasierte Additive Fertigung beschäftigt sich mit der Korrelation von Prozessführung, Mikrostruktur und resultierenden Materialeigenschaften. Am ZMP stehen derzeit zahlreiche SEBM maschinen zur Verfügung (Abb. 3 und Abb. 4). Es werden geeignete Prozessstrategien entwickelt, um das Potenzial jedes Werkstoffes voll ausschöpfen zu können. Eine Prozessbeobachtung mittels Hochgeschwindigkeitskamera, Thermokamera oder Pyrometer und Rückstreuelektronendetektor sowie numerische Simulationen unterstützen die Gewinnung eines umfassenden Prozessverständnisses (Abb. 5).

Abb. 3: Frei programmierbares SEBM-System Freemelt One (Foto David Hartfiel).	Abb. 4: Herr Sebastian Wachter bedient Arcam Q10 SEBM-Maschine (Foto David Hartfiel).

Die SEBM-Maschinen am ZMP werden derzeit für die Herstellung von Bauteilen und Komponenten genutzt werden, die sowohl kompakte Bereiche als auch zellulare Strukturen enthalten (Abb. 6).

Abb. 5: Simulation des Aufbaus eines T-Stücks mittels SEBM	Abb. 6: Simulation des Deformationsverhaltens auxetischer Materialien.

Anwendungen liegen im Bereich der Medizintechnik, der Energietechnik oder der Fahrzeugtechnik. Zudem werden neue Anwendungen in der chemischen Reaktionstechnik im Rahmen unseres Anwenderzentrums VerTec erforscht.