AluNanoCore - Hochfeste nanoverstärkte Aluminium Fülldrähte für die additive Fertigung

Für die additive Fertigung von Aluminium-Leichtbauteilen gibt es derzeit nur eine begrenzte Auswahl an Standard-Massivdrähten mit geringer Festigkeit, die hauptsächlich für das Verbindungsschweißen vorgesehen sind. Aushärtbare Al-Legierungen, die durch eine anschließende Wärmebehandlung eine höhere Festigkeit erreichen könnten, sind aufgrund der erhöhten Heißrissneigung nicht technisch stabil mittels additiver Verfahren verarbeitbar. Alternative Werkstoffe für die Herstellung hochfester Bauteile wie z.B. Titan sind für Hochtechnologieanwendungen nur begrenzt verfügbar und sehr teuer und weisen eine höhere Dichte im Vergleich zu Aluminiumwerkstoffen auf. Kohlenstoffnanopartikel bieten ein hervorragendes Potenzial für eine signifikante Festigkeitssteigerung von Aluminium ohne nachfolgende Wärmebehandlung. Die Zugabe von ungebundenen und separat in das Matrixmaterial eingebrachten Nanopartikeln hat jedoch zwei inhärente Probleme. Zum einen können die leichten Nanopartikel während der Bereitstellung ein Gesundheitsrisiko darstellen, zum anderen ist ihre gleichmäßige Verteilung schwierig zu gewährleisten. Durch die Entwicklung eines Aluminiumwerkstoffs mit einer Festigkeit im Bereich technischer Titanlegierungen und der gleichzeitigen Lösung des Problems der Gesundheitsgefährdung, wäre eine neue Klasse von Aluminiumwerkstoffen für die additive Fertigung von Leichtbauteilen verfügbar. Im Rahmen dieses Vorhabens soll daher dieser vollkommen neue Werkstoff zum Einsatz kommen, der es ermöglicht, Aluminiumlegierungen mit hoher Festigkeit additiv zu verarbeiten, um damit Bauteile mit signifikant besseren mechanisch-technologischen Eigenschaften herzustellen. Hierfür sollen erstmals in einem industriell relevanten Maßstab hochfeste nanoverstärkte Aluminium-Fülldrähte zum Einsatz kommen. Um dieses Ziel erfolgreich umsetzen zu können ist es erforderlich, auf wissenschaftlicher Basis eine Systemtechnologie zur Verarbeitung dieser neuartigen Werkstoffe zu entwickeln und zu erproben