Farbeindringprüfung von Lasersinterbauteilen - Versionsgeschichte

Oluschinski am 8. Januar 2026 um 10:41 Uhr

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			==Siehe auch==
			*[[Lasersinterverfahren]]
			*[[Prüfkörper für Lasersintern]]

Loeffler-Kamann am 4. Juli 2024 um 10:49 Uhr

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Oluschinski am 28. November 2022 um 08:10 Uhr

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	\|Grießbach, S., Lach R., [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]]: Structure–property Correlations of Laser Sintered Nylon 12 for Dynamic Dye Testing of Plastic Parts. Polymer Testing 29 (2010) 1026–1030		\|Grießbach, S., [https://researchgate.net/profile/Ralf-Lach Lach, R.], [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]]: Structure–property Correlations of Laser Sintered Nylon 12 for Dynamic Dye Testing of Plastic Parts. Polymer Testing 29 (2010) 1026–1030
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	\|[3]		\|[3]
	\|Grießbach, S., Buschner N., Lach R., Grellmann, W.: Einsatz des Diffusionsfärbens zur zerstörungsfreien Bauteilprüfung an Lasersinterteilen. Polymerwerkstoffe (2010) 15.–17. September 2010, Halle, Tagungsband Beitrag PT 10, 1–7		\|Grießbach, S., Buschner N., Lach R., [https://www.researchgate.net/profile/Wolfgang-Grellmann Grellmann, W.]: Einsatz des Diffusionsfärbens zur zerstörungsfreien Bauteilprüfung an Lasersinterteilen. Polymerwerkstoffe (2010) 15.–17. September 2010, Halle, Tagungsband Beitrag PT 10, 1–7
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	[[Kategorie:Farbe und Glanz]]		[[Kategorie:Farbe und Glanz]]
	[[Kategorie:Oberflächenprüftechnik]]		[[Kategorie:Oberflächenprüftechnik]]

Oluschinski am 12. August 2019 um 09:30 Uhr

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{{PSM_Infobox}}
Farbeindringprüfung von Lasersinterbauteilen
__FORCETOC__
==Die Einfärbung von Lasersinterbauteilen==
Die Massendichte eines Lasersinterbauteiles kann als Indikator für die Bauteilqualität (siehe: [[Bauteilprüfung]]) herangezogen werden. Dabei können aus der mittels des Auftriebsverfahrens bestimmten [[Dichte]] eines Bauteils Rückschlüsse auf dessen mechanische Eigenschaften gezogen werden. Da es zu lokalen Störungen während des Bauprozesses kommen kann, dient die Einfärbung der Lasersinterteile in einer Farbflotte zur ortsabhängigen Dichteprüfung. In Schichten geringerer [[Dichte]] diffundieren die Farbpigmente besser und schneller als in Regionen höherer [[Dichte]]. Dadurch färben sich Schwachstellen im Bauteil intensiver ein ('''Bild 1''') [1, 2].

[[Datei:Farbeindringprfung_Lasersinterbauteile_Bild 1.jpg|600px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px" |Schematische Darstellung der Farbsättigung in Abhängigkeit von der [[Dichte]] [1, 3]
|}

==Ermittllung der Farbsättigung-Korrelation mit der Massendichte==

Mittels einer computergestützten graphischen Auswertung auf Basis des Rot-Grün-Blau-Systems (kurz RGB) werden die absoluten Werte der Farbsättigung ermittelt, die zwischen 0 und 255 liegen. Daraus lässt sich die absolute Farbsättigungsdifferenz für – in diesem Fall – Rot ableiten.
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>\Delta F\,=\,F\left(rot\right)\,-\,\left(F\left(blau\right)\,+\,F\left(gruen\right)\right)\,\cdot\,0{,}5</math>
|}

Die relative Farbsättigung ergibt sich somit zu:
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>\Delta F_{rel}\,=\,\frac{\Delta F}{255}</math>
|}

[[Datei:Farbeindringprfung_Lasersinterbauteile_Bild 2_korr.jpg|600px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px" |Fotographische Aufnahmen von Bereichen eingefärbter [[Vielzweckprüfkörper]] aus PA12 mit unterschiedlichen [[Dichte]]n: geringe (a), mittlere Dichte (b) und hohe Dichte (c) [1, 3]
|}

Zur Ermittlung des Zusammenhanges zwischen [[Dichte]] und relativer Farbsättigung wurden [[Vielzweckprüfkörper]] bei unterschiedlichen Lasersinterparametern hochkant zur Auftragsrichtung des Wischers erstellt. Die [[Dichte]] wurde im Auftriebsverfahren bestimmt. Die [[Prüfkörper]] wurden bei 95 °C für fünf Minuten in eine rote Farbflotte getaucht. Nach Entnahme wurden diese unter fließendem Wasser gespült. Anschließend wurden mittels einer Digitalkamera nach Weißabgleich fotographische Aufnahmen der Prüfkörperseitenflächen erstellt ('''Bild 2''') und diese Aufnahmen mit der Bildbearbeitungssoftware von Origin ausgewertet. 
Weiterhin wurden [[Prüfkörper]] verschiedener [[Dichte]] zuerst eingefärbt und danach mechanisch aufgetrennt um die Tiefe der Farbpenetration zu untersuchen. Dabei wird deutlich, dass bei Sinterbauteilen niedriger Dichte die Farbe innerhalb der festgelegten Eintauchzeit etwa 500 µm tief in das Bauteil eindiffundiert ('''Bild 3a'''). Bei Bauteilen aus dem opimierten Werkstoff liegt die Farbeindringtiefe bei nicht einmal 100 µm ('''3b'''), was sich schließlich auch auf die Farbintensität niederschlägt [1].

[[Datei:Farbeindringprüfung_Lasersinterbauteil_Bild 3.JPG]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 3''':
|width="600px" |Lichtmikroskopische Aufnahmen von Querschnittsflächen vorher eingefärbter Prüfkörper mit geringer (a) und hoher (b) Dichte
|}

Die ermittelten Werte der relativen Farbsättigung sind im '''Bild 4''' als Funktion der relativen Massendichten der [[Prüfkörper]] aufgetragen. In '''Bild 4''' wurde bei einer relativen Dichte von 0,79, dem Dichtewert für die strukturelle Integrität, für ΔFrel ein Wert von ΔFrel = 1 angenommen.

==Zusammenhang zwischen Dichte, Kristallinität und mechanischen Eigenschaften==

Da die [[Dichte]] (und damit verbunden, die Porosität) und der [[Kristallinität|Kristallinitätsgrad]] (bzw. der amorphe Anteil) lasergesinterter Teile voneinander abhängig sind, ist eine eindeutige Zuordnung, durch welche der beiden strukturellen Parameter letztendlich die mechanischen Eigenschaften hauptsächlich beeinflusst werden, unmöglich. 
Allgemein gilt: 

'''''Je größer die [[Dichte]] ρ und umso geringer der kristalline Anteil lasergesinterter Bauteile sind, desto besser sind deren mechanischen Eigenschaften.'''''

[[Datei:Farbeindringprfung_Lasersinterbauteil_Bild 4.jpg|500px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 4''':
|width="600px" |Relative Farbsättigung ΔFrel in Abhängigkeit von der relativen Dichte ρ/ρ0 für PA12
|}

'''Literaturhinweise'''
{|
|-valign="top"
|[1]
|Grießbach, S.: Korrelation zwischen Materialzusammensetzung, Herstellungsbedingungen und Eigenschaftsprofil von lasergesinterten Polyamid-Werkstoffen. Dissertation, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Verlag Wissenschaftliche Scripten, Auerbach (2012)
|-valign="top"
|[2]
|Grießbach, S., Lach R., Grellmann W.: Structure–property Correlations of Laser Sintered Nylon 12 for Dynamic Dye Testing of Plastic Parts. Polymer Testing 29 (2010) 1026–1030
|-valign="top"
|[3]
|Grießbach, S., Buschner N., Lach R., Grellmann, W.: Einsatz des Diffusionsfärbens zur zerstörungsfreien Bauteilprüfung an Lasersinterteilen. Polymerwerkstoffe (2010) 15.–17. September 2010, Halle, Tagungsband Beitrag PT 10, 1–7
|}

[[Kategorie:Farbe und Glanz]]
[[Kategorie:Oberflächenprüftechnik]]

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