Untersuchung und Weiterentwicklung von Reibschweißverfahren zum Verbinden additiv gefertigter Bauteile

Die additive Fertigung (additive manufacturing (AM)) besitzt für die Industrie das Potenzial, Bauteile mit komplexen Geometrien, auch mit Losgröße 1, in relativ kurzen Durchlaufzeiten und mit vergleichsweise geringen Kosten herzustellen. Eine wesentliche Einschränkung für die Anwendung der additiven Fertigung in der Industrie ist jedoch die begrenzte Bauteilgröße. Die anhaltende Forderung nach Überwindung der Bauteilgrößenbeschränkung additiv gefertigter Komponenten führt zur Notwendigkeit des Einsatzes von Schweißverfahren zum Fügen additiv gefertigter Bauteile sowohl untereinander als auch mit Knet- oder Gusslegierungen. Im hier vorgestellten Forschungsprojekt wurden das Rührreibschweißen (RRS) und das Orbitalreibschweißen (ORS) zum Fügen von selektiv lasergeschmolzenen (SLM) AlSi10Mg-Bauteilen verwendet. Das Ziel der Arbeit war, die Anzahl der Poren in den Schweißnähten zu minimieren sowie den Festigkeitsabfall im Fügebereich so gering wie möglich zu halten. Durch den Einsatz der reibbasierten Verfahren soll es möglich sein, die AM-Komponenten ohne Nahtkantenvorbereitung oder Oberflächenvorbehandlung direkt zu verarbeiten. Es konnte bewiesen werden, dass die Anfälligkeit gegenüber Poren in der Schweißnaht deutlich reduziert ist und auch AM-Bauteile mit geringerem Bauteilgewicht (Proben „fein“) fehlerfrei geschweißt werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass die Nahtkantenqualität keinen eklatanten Einfluss auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Fügeverbindung hat.