Das Laserstrahlschmelzen bietet aufgrund verfahrensbedingter konstruktiver Möglichkeiten Gewichtseinsparungen im Betrieb eines Triebwerks und infolgedessen enormes Potential für zukünftige Triebwerksgenerationen. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss lokaler Prozesscharakteristika des Laserstrahlschmelzens auf rissinitiierende Bauteilcharakteristika identifiziert, mittels Regressionsmodellen evaluiert und auf Basis von Prozess- und Anlagenadaptionen homogenisiert.

Aktuell werden im LPBF meist vorlegierte Pulver verwendet, welche ungeeignet für die Legierungsentwicklung sind. Ein neuer Ansatz ist, die Chemie mittels einer Pulvermischung zu generieren und anzupassen. In dieser Arbeit wird die Verarbeitbarkeit von Pulvermischungen im Vergleich zu vorlegiertem Pulver untersucht. Analysiert werden die Pulver vor und nach der Verarbeitung. Zudem wird die rel. Dichte, die Chemie innerhalb eines Schmelzbades und die mechanischen Eigenschaften untersucht.

Zink-Magnesium-Legierungen werden mittels PBF-LB/M verarbeitet. Der Einfluss von Prozessparametern auf die relative Bauteildichte, die ausgebildete Mikrostruktur und die Defektbildung wird untersucht, um tragfähige, patientenspezifische Implantate mit Degradationseigenschaften herzustellen. Aus den Ergebnissen wird eine reproduzierbare Fertigung von biokompatiblen Probekörpern mit einer relativen Bauteildichte > 99,5% und Scaffoldstrukturen mit einem Strebendurchmesser von 200 µm abgeleitet.

Moderne Fertigungstechnologien, wie das Laser Powder Bed Fusion (LPBF), spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung nachhaltiger, kundenindividueller und kostenoptimierter Produkte. Um das wirtschaftliche und technologische Potenzial von LPBF voll auszuschöpfen, müssen die Anforderungen der Produktprogramme, der Anwender und der Industrie bereits bei der Konzeption von LPBF-Maschinen berücksichtigt werden. Daher wird in dieser Arbeit die Entwicklung einer Methodik anhand von Produktions- und Wirtschaftsindikatoren erarbeitet.

Verfahren der Additiven Fertigung stehen in zahlreichen Branchen an der Schwelle zur Industrialisierung, Anwender sehen sich daher zunehmend Herausforderungen im Produktionsumfeld ausgesetzt. Diese werden in der konventionellen Fertigung mittels Methoden der Produktionssystematik bewältigt. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik, mit der die Spezifika von Verfahren der Additiven Fertigung im produktionslogistischen Sinne berücksichtigt werden können.

Die unzureichende Fertigungsqualität Inkjet-gedruckter metallischer Messgitter erschwert eine kommerzielle Nutzung, z.B. in Sensoren wie Dehnungsmesstreifen. Ohne Modifikation der eingesetzten Systemtechnik oder Werkstoffe stellt diese Arbeit mehrere Ansätze auf Basis digitaler Datenaufbereitung vor, um die elektrische Verstimmung der hergestellten Messgitter zu reduzieren. Für Sensoren mit bis zu drei unterschiedlichen Messgitter-Orientierungen wird eine Reduktion um eine Größenordnung gezeigt.