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Verbundstoffe in Rekordzeit geprüft - Ermüdungsprüfsystem

3D-LaserlithographieLöschbare Tinte für den 3D-Druck

Lasergeschriebene dreidimensionale Mikrostrukturen lassen sich nun schreiben, auflösen und neu schreiben. (Bild: KIT)

Im 3D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. 

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Verbundstoffe in Rekordzeit geprüftErmüdungsprüfsystem

Innerhalb von nur sechs Tagen statt in einem Jahr bietet das Ultraschall-Ermüdungsprüfsystem USF-2000 Daten über die Lebensdauer von Materialien. Das USF-2000 schwingt bei einer Frequenz von 20 kHz mit 1010 Lastwechseln über 60-mal schneller als Tests mit einer Schwingungsfrequenz von 300 Hz. 

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Ermüdungsprüfsystem

Das USF-2000 wird beispielsweise eingesetzt, um Ermüdungsverhalten zu testen, etwa bei selektivem Laserschmelzen (SLM - selective laser melting), eine Technologie, die in der additiven Fertigung genutzt wird. Da der Fertigungsprozess u.a. eine hohe Gestaltungsfreiheit bietet, wird er angewendet, um Strukturen im Leichtbau zu generieren. Um ein Ermüdungsversagen von SLM-gefertigten Strukturen zu verhindern, muss eine prozessbegleitende mikrostrukturbasierte Charakterisierung der Leistungsfähigkeit durchgeführt werden: Neue Testmethoden, basierend auf Ultraschallermüdung (VHCF - very high cycle fatigue), ermöglichen detaillierte Untersuchungen unter betriebsrelevanten Bedingungen und Lebensdauern im Zusammenhang von Sicherheit und Wirtschaftlichkeit.

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Das Ultraschall-Ermüdungsprüfsystem USF-2000 erzeugt hohe Spannungen, zum Beispiel für Stähle mit einer Festigkeit von 1000 MPa oder mehr. Es detektiert und überwacht Ermüdungsmechanismen, Mikrodefekte und Einschlüsse. Der Energieverbrauch im Resonanzbereich ist gering – weder Öl noch Kühlwasser sind erforderlich.

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