Druckfunktion

Untersuchung der Auswirkungen des Pulverrecyclings auf die Qualität des Ausgangswerkstoffes TiA|6V4-ELI beim Elektronenstrahlschmelzen

Art der Arbeit:

Bachelorthesis

Veröffentlichung:

25.02.2019

Studiengang:

Bachelorstudiengang Medizintechnik

Zusammenfassung der Arbeit:

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Untersuchung der Auswirkungen des Pulverrecyclings auf die Qualität des Ausgangswerkstoffes TiA16V4-ELI beim Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Additive Fertigungsverfahren bieten die Möglichkeit individuelle Prothesen mit hoher Komplexität herzustellen. Als Ausgangswerkstoff wird Metallpulver benötigt. In der Firma ,,implantcast GmbH" wird für dieses Verfahren TiAl6V4- ELI-Pulver verwendet. Eine fortlaufende Überwachung der Pulverspezifikation ist von großer Bedeutung, da die Wiederverwendung on Pulver dessen Eigenschaften beeinflusst. Zudem wirkt sich die Quantität des pulverförmigen Ausgangswerkstoffes auf die Eigenschaften der resultierenden Bauteile aus. Ziel dieser Arbeit ist es, einen ersten Beitrag zur Entwicklung eines Pulvermonitoringsystems zu liefern. Im Mittelpunkt steht die Veränderung der chemischen Zusammensetzung des Pulvers und der daraus produzierten Bauteile. Zusätzlich soll der Zusammenhang zwischen der Veränderung der chemischen auf die mechanischen Eigenschaften geprüft werden. Zu Beginn werden die notwendigen Grundlagen des EBM-Prozesses erläutert. Anschließend folgt die Betrachtung des verwendeten Titanpulvers. Nach der Erläuterung des Herstellungsverfahrens folgt die Charakterisierung von Pulverwerkstoffen und deren Messmethoden. Anschließend werden die Anforderungen an den Werkstoff TiAI6V4-ELI aufgeführt sowie die Einflüsse auf die Qualität des Pulvers anhand eines Ishikawa-Diagramms. Nach der Erläuterung der wichtigen Komponenten des Pulverhandlingprozesses folgt die Darstellung der regulatorischen Vorgaben für das Pulverhandling und -monitoring sowie ein Vorschlag für eine Pulverrecyclingroutine der Firma ,.Arcam AB". Nach der Aufnahme des derzeitigen Ist-Zustands in der Firma implantcast GmbH werden Handlungsbedürfnisse und kritische Pulvereigenschaften identifiziert. Anschließend wird eine Auswahl an kritischen Charakteristika getroffen, die in dieser Arbeit im Fokus stehen. Nach der Planung und Durchführung der Versuche folgt die Diskussion und Auswertung der Ergebnisse. Diese zeigen einen Anstieg des Sauerstoffanteils im Pulver und im Probekörper. Hieraus wird eine Grenzzyklenzahl von 13 festgelegt. Zudem lässt sich eine Zunahme der mechanischen Kennwerte Streckgrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung erkennen. Außerdem werden Empfehlungen an ein Pulverhandling und -monitoring im Untemehmen gegeben die sich auf die Ergebnisse von GAP-Analysen stützen.

Drucken