Entwicklung hybrider, magnetischer Werkstoffsysteme durch Implementierung ferromagnetischer Materialien in eine Al-Matrix

Die additive Fertigung ist in den letzten Jahren zum Inbegriff einer Technik der endkonturnahen flexiblen Bauteilherstellung geworden. Darüber hinaus ermöglicht der Prozess die gezielte Einstellung spezifischer Werkstoffeigenschaften über die Realisierung von Multi-Material-Designs. In dieser Studie steht die Magnetisierung von paramagnetischen Werkstoffen im Fokus. In eine Matrix aus Aluminium werden hierzu die ferromagnetische Partikel Fe, Co und Ni implementiert. Ziel ist es, die ferromagnetischen Anteile nach dem Fertigungsprozess durch das zerstörungsfreie Prüfverfahren der Harmonischen Analyse von Wirbelstromsignalen zu detektieren, um so beispielsweise auf Belastungszustände oder Betriebsbeschädigungen des Bauteils schließen zu können. Eine Diffusionssperrschicht um die Fe-Partikel unterdrückt die Ausbildung nicht magnetischer, intermetallischer Phasen und ermöglicht so den Erhalt der ferromagnetischen Eigenschaften. Zusätzlich zum pulvermetallurgischen Referenzprozess wird ein Übertrag auf die additive Fertigung von Al-Fe-Verbundwerkstoffen mittels WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) dargestellt.