Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelZur Fertigung von Funktionsbauteilen aus Verbundwerkstoffen im Lasersinterverfahren : Herstellung, Verarbeitung und Charakterisierung gefüllter Kunststoffpulver / von Ivo Kletetzka ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (ix, 232 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2026
- AnmerkungTag der Verteidigung: 14.09.2026
- Verteidigung2026-09-14
- SpracheDeutsch
- DokumenttypDissertation
- Schlagwörter (GND)
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Klassifikation
Zusammenfassung
Eine eingeschränkte Materialvielfalt und hohe Materialkosten beschränken aktuell das Anwendungsfeld für lasergesinterte Bauteile. Ziel dieser Dissertation ist es daher, neue Verbundwerkstoffe für das LS-Verfahren zu entwickeln, geeignete Parameter für deren Verarbeitung zu bestimmen und die resultierenden Bauteileigenschaften sowie Einflussfaktoren zu charakterisieren. Es wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt und Einflüsse der gesamten Prozesskette beginnend mit der Pulverherstellung und -zusammensetzung sowie der Verarbeitung werden berücksichtigt. Untersucht wurden sphärische Füllstoffpartikel und Fasern sowie die Auswirkungen der Einarbeitungsmethode des Füllstoffes. Dafür wurden einerseits Trockenmischungen hergestellt und andererseits Pulver untersucht bei denen die Füllstoffpartikel durch Compoundieren und kryogenes Mahlen oder durch Einfällen in die Pulverpartikel eingearbeitet sind. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von Füllstoffen die Bauteilsteifigkeit und Wärmeformbeständigkeit deutlich erhöhen und gleichzeitig die Materialkosten senken kann. Eine zentrale Rolle spielt die Füllstoff-Matrix-Haftung, die durch erhöhte Umgebungstemperaturen und Luftfeuchtigkeitsaufnahme besonders bei Polyamid und Glaskugeln erheblich beeinträchtigt wird. Daher sollten mechanische Eigenschaften lasergesinterter PA-Bauteile stets für den trockenen und konditionierten Zustand angegeben werden. Durch eine raue Füllstoffoberfläche kann zusätzlich zur chemischen Adhäsion eine mechanische Verklammerung erreicht werden, die die Beständigkeit der Füllstoff-Matrix-Haftung gegen Temperatur und Feuchtigkeit verbessert.
Abstract
Currently, the limited material variety and high material costs restrict the application of laser-sintered components. The aim of this dissertation is to develop new composite materials for the LS process, determine appropriate processing parameters, and characterize the resulting component properties and influencing factors. A holistic approach is used, considering the entire process chain from powder production and composition to processing. Various spherical filler particles made of glass and ceramics as well as fibers and the impact of the powder production method were investigated. Dry blends were produced as well as powders in which the filler particles are integrated either by compounding and cryogenic milling or by encapsulating them during precipitation. The results show that the addition of fillers can significantly increase component stiffness and heat deflection temperature while reducing material costs. A key factor is the filler–matrix adhesion, which is considerably impaired by elevated ambient temperatures and moisture uptake, particularly with polyamide and glass beads. Therefore, the mechanical properties of laser-sintered PA components should always be specified for both the dry and conditioned states. In addition to chemical adhesion, a rough filler surface can achieve mechanical interlocking that enhances the durability of the filler–matrix adhesion against temperature and moisture.
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