Wie schneidet SLM im Vergleich zum Gießen hinsichtlich Festigkeit und Haltbarkeit bei Superlegierung...

Gefüge und Dichte

SLM erzeugt durch hohe Erstarrungsgeschwindigkeiten ein feines und gleichmäßiges Gefüge, was zu einer höheren Festigkeit im Vergleich zum traditionellen Gießen führt. Gießverfahren wie Vakuum-Feinguß oder gerichtetes Gießen können jedoch vollständig dichte Strukturen erzeugen, insbesondere wenn sie durch Heißisostatisches Pressen (HIP) nachbehandelt werden. SLM-Teile benötigen möglicherweise HIP, um verbleibende Porosität zu beseitigen und vergleichbare Dichtewerte zu erreichen.

Mechanische Festigkeit und Ermüdungsverhalten

Aufgrund der schnellen Abkühlung zeigen SLM-Teile oft eine höhere Zugfestigkeit, aber eine etwas geringere Ermüdungsbeständigkeit als gegossene Komponenten. Mit geeigneter Nachbehandlung – wie Wärmebehandlung und HIP – können SLM-gefertigte Superlegierungen wie Inconel 600 und Hastelloy X die Ermüdungsfestigkeit von gleichachsigen Gussteilen erreichen oder übertreffen. Gerichtet erstarrte und einkristalline Gussteile bieten für Turbinen-Hot-Section-Komponenten weiterhin eine überlegene Kriechbeständigkeit.

Maßgenauigkeit und Designflexibilität

SLM bietet eine größere Flexibilität für komplexe Designs und enge Toleranzen. Gießen ist ideal für große Bauteile und traditionelle Geometrien, während SLM bei der Herstellung interner Kühlkanäle und Gitterstrukturen hervorragend ist. Endbearbeitung – wie EDM und CNC-Bearbeitung – ist für beide Verfahren oft erforderlich, um kritische Bereiche fertigzustellen.

Anwendungsüberlegungen

Wenn Langzeithaltbarkeit und Kriechbeständigkeit erforderlich sind, bleiben gegossene Superlegierungen – insbesondere solche, die durch Einkristallguss hergestellt werden – unübertroffen. Für Rapid Prototyping, Leichtbaustrukturen und die Nahtlosfertigung bietet SLM jedoch erhebliche Fertigungsvorteile. In vielen Fällen kombiniert die hybride Fertigung SLM-Vorformen mit Gießen oder Schmieden, gefolgt von Nachbearbeitungsbehandlungen, um eine optimale Leistung zu erzielen.