Bibliographic Metadata
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- TitleZum Niedertemperatur-Lasersintern von Polyamid 12 und Polyamid 6 auf einem konventionellen Anlagensystem : / von M.Sc. Dennis Menge ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner
- Translated titleLow-temperature laser sintering of polyamide 12 and polyamide 6 using a conventional laser sintering system
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- Description1 Online-Ressource (vii, 178 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
- Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2024
- AnnotationTag der Verteidigung: 20.06.2024
- Defended on2024-06-20
- LanguageGerman ; English
- Document TypesDissertation (PhD)
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Zusammenfassung
Das Polymer-Lasersintern (LS) ist ein etabliertes Additives Fertigungsverfahren, jedoch steht dem Ausbau der Anwendungsgebiete eine stark eingeschränkte Materialvielfalt entgegen. Ein Großteil der Bauteile wird bisher aus Polyamid 12 (PA12) gefertigt. Hochleis-tungskunststoffe befinden sich noch weitestgehend in der Forschung und sind aufgrund des erhöhten Schmelzpunkts zudem nicht auf konventionellen LS-Anlagen verarbeitbar. Spezielle Hochtemperatur-Anlagen sind kostspielig und rar. Das Niedertemperatur-LS (NTLS), bei dem die Materialien mit deutlich geringeren Bauraumtemperaturen verarbeitet werden, schafft Abhilfe und ermöglicht die Verarbeitung von Hochtemperaturwerkstoffen auf konventionellen LS-Anlagen. Die durch das geringe Aufheizen fehlende Energie wird durch den Laserenergieeintrag kompensiert. Zur Vermeidung von prozesskritischem Verzug infolge der hohen Temperaturdifferenzen im Prozess werden die Bauteile mit Supportstrukturen auf einer Bauplattform fixiert. Zudem reduziert die geringere thermische Belastung die Alterung des umliegenden Materials und erhöht so die Recyclingfähigkeit. Im Rahmen dieser Arbeit wird der NTLS-Prozess für PA12 und PA6 experimentell auf einer konventionellen LS-Anlage (EOS P396), auf welcher das PA6 im herkömmlichen LS nicht verarbeitbar ist, entwickelt. Die Verarbeitbarkeit beider Materialien im NTLS wird nachgewiesen und die mechanischen Eigenschaften unter Anpassung der Belichtungsparameter und -strategie sowohl in der Bauebene als auch in Aufbaurichtung optimiert.
Abstract
Polymer laser sintering (LS) is an established additive manufacturing process, but the ex-pansion of the application areas is limited by a highly restricted range of materials. The majority of components have so far been manufactured out of polyamide 12 (PA12). High-performance plastics are still largely at the research stage and, moreover, cannot be processed on conventional LS-systems due to their high melting point. Special high-temperature systems are expensive and rare. Low-temperature LS, in which the materials are processed at significantly lower build chamber temperatures, provides a remedy and makes it possible to process high-temperature materials on conventional LS-systems. The lack of energy due to low heating is compensated by the laser energy input. To avoid process-critical distortion due to the high temperature differences in the process, the components are fixed to a building platform with support structures. In addition, the lower thermal stress reduces the aging of the surrounding material and thus increases the recyclability. In this work, the low-temperature LS-process is developed experimentally on a conventional LS-system (EOS P396) for PA12 and PA6. PA6 cannot be processed conventionally on this system. The processability of both materials in low-temperature LS is demonstrated and the mechanical properties are optimized by adjusting the exposure parameters and strategy at the building plane as well as in the building direction.
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