DE102019115925A1

DE102019115925A1 - Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts

Info

Publication number: DE102019115925A1
Application number: DE102019115925.3A
Authority: DE
Inventors: Kirstin Riener; Florian Funcke
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17

Abstract

Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts (1), insbesondere eines Fahrzeugbauteils, in einer additiven Fertigungsvorrichtung durch sukzessive, schichtweise und selektive Verfestigung eines pulverförmigen Baumaterials (2) zur Bildung des dreidimensionalen Objekts (1), wobei das Baumaterial (2) wenigstens zwei Metallpulver (3, 4) aufweist, umfassend folgende Verfahrensschritte:- Bereitstellen eines ersten Metallpulvers (3) bestehend aus einer ersten metallischen Legierung (5) umfassend ein erstes metallisches Grundmaterial (6) und wenigstens ein erstes Legierungselement (7),- Bereitstellen eines zweiten Metallpulvers (4) bestehend aus einer zweiten metallischen Legierung (8) umfassend ein zweites metallisches Grundmaterial (9) und wenigstens ein zweites Legierungselement (10),- Aufschmelzen der beiden Metallpulver (3, 4) zur Bildung einer Schmelze (12), wobei sich das wenigstens eine erste Legierungselement (7) und das wenigstens eine zweite Legierungselement (10) zur Bildung einer Legierungselementverbindung (13) während oder nach dem Aufschmelzen miteinander verbindet,- Abkühlen der Schmelze (12), wobei die Legierungselementverbindung (13) als Kristallisationskeim für die Erstarrung wenigstens eines Grundmaterials (6, 9) wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, in einer additiven Fertigungsvorrichtung durch sukzessive, schichtweise und selektive Verfestigung eines, insbesondere pulverförmigen, Baumaterials zur Bildung des dreidimensionalen Objekts.
Entsprechende Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, in einer additiven Fertigungsvorrichtung durch sukzessive, schichtweise und selektive Verfestigung eines, insbesondere pulverförmigen, Baumaterials zur Bildung des dreidimensionalen Objekts sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Auch ist die Verarbeitung von Metallpulver, wie z. B. Aluminiumpulver, in einem selektiven Schmelzverfahren bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie kostengünstige Maßnahme die Herstellung von additiv aufgebauten dreidimensionalen Objekten ermöglicht, deren Materialeigenschaften und Bauteileigenschaften verbessert sind, insbesondere soll das dreidimensionale Objekt vergleichbare Eigenschaften mit einer Aluminiumknetlegierung, gefertigten Objekt aufweisen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, in einer additiven Fertigungsvorrichtung durch sukzessive, schichtweise und selektive Verfestigung eines pulverförmigen Baumaterials zur Bildung des dreidimensionalen Objekts, wobei das Baumaterial wenigstens zwei Metallpulver aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es folgende Verfahrensschritte umfasst: (a) Bereitstellen eines ersten Metallpulvers bestehend aus einer ersten metallischen Legierung, umfassend ein erstes metallisches Grundmaterial und wenigstens ein erstes Legierungselement, (b) Bereitstellen eines zweiten Metallpulvers bestehend aus einer zweiten metallischen Legierung, umfassend ein zweites metallisches Grundmaterial und wenigstens ein zweites Legierungselement, (c) Aufschmelzen der beiden Metallpulver zur Bildung einer Schmelze, wobei sich zumindest das wenigstens eine erste Legierungselement und zumindest das wenigstens eine zweite Legierungselement zur Bildung einer Legierungselementverbindung während bzw. nach dem Aufschmelzen miteinander verbindet, (d) Abkühlen der Schmelze, wobei die Legierungselementverbindung als Kristallisationskeim für die Erstarrung wenigstens eines Grundmaterials wirkt.
Die beiden Metallpulver bzw. die erste und die zweite metallische Legierung werden vor oder während des additiven Aufbauprozesses vermischt. Hierzu kann z. B. ein gebildetes Gemisch aus dem ersten und dem zweiten Metallpulver als Pulvergemisch der additiven Fertigungsvorrichtung zugeführt werden. Alternativ können die beiden Metallpulver bzw. die beiden metallischen Legierungen separiert bzw. getrennt voneinander der additiven Fertigungsvorrichtung zugeführt und insbesondere dort getrennt voneinander gelagert werden. Im Falle der zumindest abschnittsweise in der additiven Fertigungsvorrichtung vorliegenden Metallpulver kann es vorgesehen sein über eine Dosiervorrichtung die beiden Metallpulver zu applizieren. Hierbei kann es beispielsweise ermöglicht werden, die Menge und/oder den Anteil des jeweiligen Metallpulvers gezielt veränderbar auf den Ablageort, d. h. auf eine Bauplatte und/oder eine bereits verfestigte Materialschicht aufzubringen. Damit wird es ermöglicht, selektiv und bereichsabhängig unterschiedliche Anteilsverhältnisse des jeweiligen Metallpulvers bzw. der jeweiligen metallischen Legierung einzustellen, womit unterschiedliche, bereichsabhängige Bauteileigenschaften des zu erzeugenden dreidimensionalen Objektes abbildbar sind.
Bei dem Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts kann es sich beispielsweise um ein Laser Powder Bed Fusion Verfahren (LPBF), auch als selektives Laserschmelzverfahren (SLM) bezeichnet, handeln. Hierbei wird das Baumaterial in Pulverform schichtweise auf einer Grundplatte der additiven Fertigungsvorrichtung aufgebracht. Das pulverförmige Baumaterial wird sukzessive, schichtweise und selektiv durch Einwirkung einer energiereichen Strahlung, beispielsweise eines Laserstrahls, an den Bereichen auf- bzw. umgeschmolzen, an welchen das dreidimensionale Objekt aufgebaut bzw. ausgebildet werden soll.
Danach erfolgt ein Absenken der Grundplatte, insbesondere um den Betrag einer Schichtdicke des erneut aufgebrachten Baumaterials. Dieser Prozess wird mehrfach wiederholt, bis sämtliche Baumaterialschichten um- bzw. aufgeschmolzen sind und damit ein dreidimensionales Objekt gebildet wurde. Aus der Baukammer wird das aufgebaute dreidimensionale Objekt entnommen und von unverfestigten bzw. überschüssigen Baumaterial befreit. Die Daten für die Steuerung des Laserstrahls werden mittels eines Computerprogramms aus einem, das dreidimensionale Objekt beschreibenden, 3D-CAD-Modell abgeleitet. Das durch das selektives Strahlschmelzen bzw. Laserschmelzen aufgebaute dreidimensionale Objekt kann eine Dichte von größer 99°% aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann als additiver Fertigungsprozess ein Elektronenstrahlschmelzverfahren, auch als „Selective Electron Beam Melting“ (SEBM) bezeichnet, angewendet werden. Das Elektronenstrahlschmelzverfahren oder Elektronenstrahlsinterverfahren sieht eine schichtweise Herstellung von metallischen Bauteilen aus dem Pulverbett vor, ähnlich dem selektiven Laserstrahlschmelzen, jedoch erfolgt die Aufschmelzung des Baumaterials jedoch nicht vermittels eines Lasers, sondern vermittels eines Elektronenstrahls.
Das aufzubauende dreidimensionales Objekt kann z. B. ein weiterzubearbeitendes und/oder zu montierendes Bauteil sein, beispielsweise ein Fahrzeugbauteil.
Zum Aufbau des dreidimensionalen Objekts wird ein Baumaterial verwendet, dass wenigstens zwei Metallpulver aufweist. Das erste Metallpulver besteht hierbei aus einer ersten metallischen Legierung die wiederum aus einem ersten metallischen Grundmaterial sowie wenigstens einem ersten Legierungselement ausgebildet ist. Das zweite Metallpulver besteht aus einer zweiten metallischen Legierung, umfassend ein zweites metallisches Grundmaterial sowie wenigstens ein zweites Legierungselement. Als metallisches Grundmaterial ist das Material der metallischen Legierung zu verstehen, welches mindestens zu 50°Gew.-% das Metallpulvers bildet. Mit anderen Worten bildet das metallische Grundmaterial den überwiegenden Anteil an dem ersten bzw. an dem zweiten Pulvermaterial und damit an der ersten bzw. zweiten metallischen Legierung.
Während des Aufschmelzens der beiden Metallpulver zur Bildung einer Schmelze und/oder unmittelbar nach dem Aufschmelzen der beiden Metallpulver bildet sich aus der Schmelze eine Legierungselementverbindung, die sich durch die Verbindung bzw. durch die Reaktion des wenigstens einen ersten Legierungselements mit dem wenigstens einen zweiten Legierungselement ausbildet. Mit anderen Worten werden die beiden Metallpulver und ihre Bestandteile durch den Energiestrahl auf- bzw. umgeschmolzen, so dass sich eine Verbindung bzw. eine Reaktion zumindest des ersten und zumindest des zweiten Legierungselements bildet bzw. ergibt.
Die Legierungselementverbindung wird durch wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Legierungselement aus der ersten metallischen Legierung und der zweiten metallischen Legierung gebildet. Neben dem die Legierungselementverbindung bildenden wenigstens einen ersten und wenigstens einem zweiten Legierungselement kann die erste metallische Legierung und/oder die zweite metallische Legierung bzw. das erste Metallpulver und/oder das zweite Metallpulver wenigstens ein weiteres, nicht in die Legierungselementverbindung sich einbindendes bzw. die Legierungselementverbindung bildendes Legierungselement umfassen. Dieses wenigstens eine weitere Legierungselement des ersten und/oder zweiten Metallpulvers kann zur Beeinflussung der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des dreidimensionalen Objekts dienen. So kann z. B. als weiteres Legierungselement Magnesium (Mg) in dem Baumaterial enthalten sein und beispielsweise kann das Magnesium mit einem Aluminium umfassenden metallischen Grundmaterial einer metallischen Legierung eine feste Lösung, bzw. intermetallische Phasen bilden. Es kann z. B. vorgesehen sein, dass neben den Legierungselementen, welche die Legierungselementverbindung ausbilden, noch mindestens zwei weitere Legierungselemente in der Schmelze bzw. in dem zur Bildung der Schmelze verwendeten Baumaterial vorliegen. So kann es vorgesehen sein, dass als weitere Legierungselemente, die nicht in die Bildung der den Keimbildungseffekt bewirkenden Legierungsverbindung involviert sind, beispielsweise zumindest Magnesium und Silizium verwendet werden.
Beispielsweise kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn das Baumaterial zumindest teilweise aus einer Serie 1000 und/oder Serie 4000 und/oder Serie 5000 und/oder Serie 6000 und/oder Serie 7000 und/oder Serie 8000 Aluminiumlegierung besteht. Dabei kann die Serie 1000 und/oder Serie 4000 und/oder Serie 5000 und/oder Serie 6000 und/oder Serie 7000 und/oder Serie 8000 Aluminiumlegierung das metallische Grundmaterial und ggf. wenigstens ein weiteres Legierungselement der ersten und/oder der zweiten metallischen Legierung bilden, wobei zusätzlich das wenigstens eine erste und/oder das wenigstens eine zweite Legierungselement in das erste und das zweite Metallpulver bzw. in die erste und die zweite metallische Legierung hinzugefügt wird, um durch das wenigstens eine erste und das wenigstens eine zweite Legierungselement die Legierungselementverbindung auszubilden, welche als Kristallisationskeim für die Erstarrung wenigstens eines Grundmaterials wirkt.
In einer konkreten beispielhaften Ausführungsform wird in eine erste metallische Legierung gebildet aus einem metallischen Grundmaterial aus dem Werkstoff EN AW 5754 und wenigstens einem ersten Legierungselement aus Titan, wobei eine zweite metallische Legierung aus dem metallischen Grundmaterial EN AW 5754 und wenigstens einem zweiten Legierungselement aus Bor besteht. Hierbei bildet sich nach oder während des additiven Aufbaus des dreidimensionalen Objekts eine Legierungselementverbindung bestehend aus Titan und Bor (TiB2) aus. Analog kann in einer alternativen konkreten Ausführungsform anstelle des Aluminiumwerkstoffs EN AW 5754 der Werkstoff EN AW 6060 verwendet werden.
Während eines aktiven (z. B. durch Kühlmittelbeaufschlagung) oder passiven (z. B. durch Umgebungsluft) Kühlens der Schmelze wirkt die Legierungselementverbindung als Kristallisationskeim für die Erstarrung wenigstens eines Grundmaterials, vorzugsweise zumindest für die wenigstens zwei Grundmaterialien des ersten und des zweiten Metallpulvers. Beispielsweise liegt die Legierungselementverbindung während des Abkühlens der Schmelze zumindest teilweise in fester Form vor, während wenigstens ein, vorzugsweise beide, Grundmaterial(ien) der ersten und zweiten metallischen Legierung zumindest abschnittsweise in flüssiger Form vorliegen. Während des Erstarrens des in flüssiger Form vorliegenden Grundmaterials kann sich dieses an die bereits verfestigte Legierungselementverbindung anlegen und damit zu einer homogeneren Erstarrungsstruktur des Baumaterials insgesamt führen. Insbesondere kann auf diese Weise eine Rissbildung des erstarrenden Baumaterials verhindert werden, da die Gefahr der Bildung von längeren Dendriten bzw. die Gefahr der Bildung von längeren Stämmen oder Ästen aufweisenden baumartigen Kristallstrukturen reduziert oder verhindert wird.
Dadurch, dass wenigstens zwei Metallpulver und damit wenigstens zwei metallische Legierungen zur Bildung der Schmelze verwendet werden, wird es erreicht, dass eine Homogenität des ersten Legierungselementes zu dem ersten metallischen Grundmaterial und zugleich eine Homogenität des zweiten Legierungselements zu dem zweiten metallische Grundmaterial erreicht wird. Damit kann es verhindert werden, dass es in einem unerwünschten Maße zu einer Inhomogenität von dem ersten und zweiten Grundmaterial und dem ersten und dem zweiten Legierungselement kommt. Dies wird dadurch erreicht, dass bis zur Bildung der Schmelze das erste Legierungselement an dem ersten Grundmaterial „angebunden“ ist und das zweite Legierungselement an dem zweiten Grundmaterial „angebunden ist.
Es ist möglich, dass ein erstes und/oder ein zweites Metallpulver verwendet wird, dessen erstes und/oder zweites metallische Grundmaterial zumindest teilweise, insbesondere ausschließlich, aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, besteht. Das erste und/oder zweite Grundmaterial und damit der Bestandteil, der zumindest 50 % des Anteils des ersten bzw. des zweiten Metallpulvers bildet, kann aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium ausgebildet sein. Als Leichtmetall wird ein Metall bezeichnet, dessen Dichte unter 5,0 g/cm³ beträgt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Grundmaterial des ersten Metallpulvers bzw. der ersten metallischen Legierung und das zweite Grundmaterial des zweiten Metallpulvers und damit der zweiten metallischen Legierung aus dem gleichen Metall, insbesondere aus dem gleichen Leichtmetall, besonders bevorzugt aus Aluminium.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist es vorgesehen, dass ein erstes Legierungselement der ersten metallischen Legierung verwendet wird, das wenigstens ein Metall und/oder ein Halbmetall umfasst, bevorzugt ein Leichtmetall und/oder ein Übergangsmetall. Beispielhaft kann als Metall bzw. als Übergangsmetall Titan (Ti) und als Halbmetall Bor (B) verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführung kann ein erstes Legierungselement der ersten metallischen Legierung verwendet werden, das Titan (Ti) und/oder Zirconium (Zr) und/oder Chrom (Cr) und/oder Wolfram (W) und/oder Magnesium (Mg) und/oder Strontium (Sr) und/oder Vanadium (V) und/oder Bor (B) umfasst. Allgemein können die oben angeführten Elemente als Legierungselement in einer metallischen Legierung bestehend aus dem metallischen Grundmaterial aus Stahl oder Aluminium verwendet werden. Hierbei kann z. B. Vanadium (V) in einer ersten metallischen Legierung verwendet werden, welche zumindest ein aus Stahl bestehendes Grundmaterial umfasst.
Es ist möglich, dass ein zweites Legierungselement der zweiten metallischen Legierung verwendet wird, das wenigstens ein Nichtmetall und/oder ein Halbmetall umfasst, vorzugsweise umfasst das zweite Legierungselement der zweiten metallischen Legierung ein reaktives Nichtmetall und/oder Halbmetall. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Legierungselement der zweiten metallischen Legierung aus einem Nichtmetall und/oder ein Halbmetall mit einem zwei und/oder mehratomigen Element gebildet.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn ein aus Bor (B) und/oder Kohlenstoff (C) bestehendes zweites Legierungselement der zweiten metallischen Legierung verwendet wird. Als vorteilhafte Materialkombination für das Baumaterial kann es sich erweisen, wenn die Legierungselementverbindung eine Titan-Bor-Legierungselementverbindung oder eine Titan-Kohlenstoff-Legierungselementverbindung bildet. Hierbei sind für die erste metallische Legierung als Legierungselement Titan und für die zweite metallische Legierung als Legierungselement Bor gewählt. Das Grundmaterial für beide metallischen Legierungen kann hierbei z. B. Aluminium sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Baumaterial verwendet wird, das dazu führt, dass nach Erstarren der Schmelze die Legierungselementverbindung zumindest abschnittsweise, vorzugsweise ausschließlich, als Keramik und/oder zumindest abschnittsweise, insbesondere ausschließlich, als intermetallische Phase vorliegt, bevorzugt liegt nach Erstarren der Schmelze die Legierungselementverbindung als Silikat-Keramik und/oder als Oxidkeramik und/oder als Nicht-Oxid-Keramik vor. Damit kann die Legierungselementverbindung im dreidimensionale Objekt SiO4-KompIexe und/oder Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Boroxid (B2O3) und/oder Zirconium(IV)-oxid und/oder Titan(IV)-oxid zumindest teilweise enthalten. Dadurch, dass das dreidimensionale Objekt zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, als Keramik und/oder als ein eine intermetallische Phase aufweisender Körper ausgebildet ist, wird ermöglicht, ein technisch breites Einsatzfeld des im additiven Fertigungsverfahren hergestellten dreidimensionalen Objekts zu erreichen.
Es kann beispielsweise ein erstes Metallpulver verwendet werden, dessen wenigstens erstes Legierungselement, insbesondere sämtliche Legierungselemente, des ersten Metallpulvers, in dem ersten Metallpulver einen Anteil von 0,1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 0,1°Gew.-% bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-% aufweist bzw. aufweisen. Auch das zweites Metallpulver kann derart ausgebildet sein, dass dieses wenigstens ein zweites Legierungselement umfasst, dessen Anteil, insbesondere der Anteil sämtlicher Legierungselemente, in dem zweiten Metallpulver bzw. in der zweiten metallischen Legierung 0,1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 0,1°Gew.-% bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-% beträgt. Sofern mehrere Legierungselemente innerhalb des ersten oder zweiten Metallpulvers bzw. innerhalb der ersten und/oder der zweiten metallischen Legierung verwendet werden, so liegt der Gesamtanteil der Summe der Legierungselemente unter 50% des Metallpulvers bzw. der metallischen Legierung. Auch kann der Anteil der Legierungselementverbindung innerhalb des dreidimensionalen Objekts zwischen 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.-% und 20 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-% betragen.
Eine vorteilhafte optionale Ausführungsform sieht es vor, dass für das wenigstens eine erste Legierungselement der ersten metallischen Legierung und für das wenigstens eine zweite Legierungselement der zweiten metallischen Legierung Materialien verwendet werden, die derart gewählt sind, dass die aus den Legierungselementen gebildete Legierungselementverbindung dispersionsverstärkend und/oder dispersionshärtend wirkt. Dies ist beispielsweise bei der Verwendung von einer Aluminium-Titan-Legierung als erstes Metallpulver und einer Aluminium-Bor-Legierung als zweites Metallpulver gegeben. Hierbei tritt auf Grund des zeitlich vorgelagerten Erstarrens bzw. Verfestigens der Titan-Bor-Legierungselementverbindung während des Erstarrens eine Dispersionsverstärkung bzw. eine Dispersionshärtung innerhalb des sich ausbildenden dreidimensionalen Objekts aus. Hierdurch kann auf einfache und zuverlässige Weise ein in seiner Festigkeit und/oder Steifigkeit gesteigertes dreidimensionales Objekt additiv aufgebaut bzw. gebildet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass für das wenigstens eine erste Legierungselement der ersten metallischen Legierung und für das wenigstens eine zweite Legierungselement der zweiten metallischen Legierung Materialien verwendet werden, die derart gewählt sind, dass die aus den Legierungselementen gebildete Legierungselementverbindung energetisch günstiger ausgebildet ist, als die wenigstens eine erste metallische Legierung und/oder als die wenigstens eine zweite metallische Legierung. Mit anderen Worten ist das Produkt der Legierungselementverbindung stabiler, als die die Legierungselementverbindung bildenden Edukte, d. h. stabiler als die die Legierungselementverbindung bildenden ersten und zweiten Legierungselemente. So kann es vorgesehen sein, dass die benötigte Bindungsenergie bzw. die benötigte Bindungsenthalpie, d. h. die Energie die benötigt wird, um die kovalente Bindung zwischen zwei Atomen der Legierungselementverbindung vollständig zu spalten geringer ist, als die Bindungsenergie der die Legierungselementverbindung bildenden Legierungselemente. Dies ermöglicht die Darstellung eines reproduzierbaren und gut steuerbaren Verfahrensablaufs während der Aufschmelzung und Erstarrung der aus den Metallpulvern gebildeten Schmelze und der Bildung der dispersionsverstärkenden Phase bzw. des Keimbildners.
Im Zuge einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass für das wenigstens eine erste Legierungselement der ersten metallischen Legierung und für das wenigstens eine zweite Legierungselement der zweiten metallischen Legierung Materialien verwendet werden, die derart gewählt sind, dass die aus den Legierungselementen gebildete Legierungselementverbindung einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das erste und/oder das zweite Grundmaterial, bevorzugt liegt der Schmelzpunkt der Legierungselementverbindung um wenigstens 100° K höher, besonders bevorzugt um wenigstens 250° K höher, höchst bevorzugt um wenigstens 750 °K höher, als der Schmelzpunkt des ersten und/oder des zweiten Grundmaterials. Mit anderen Worten ist es gewünscht, dass die Legierungselementverbindung sich vor jeglichen in der Schmelze befindlichen Grundmaterialen der verwendeten metallischen Legierungen verfestigt bzw. sich bereits als Feststoff in der Metallschmelze ausbildet.
Beispielsweise kann das erste Metallpulver ein mit Wolfram legiertes Aluminium und das zweite Metallpulver ein mit Carbid legiertes Aluminium umfassen, wobei sich während des Aufschmelzens des Baumaterials eine Legierungselementverbindung zumindest abschnittsweise bestehend aus Wolframcarbid bildet. Die zumindest abschnittsweise aus Wolframcarbid bestehende Legierungselementverbindung kann einen Schmelzpunkt aufweisen, der mehr als 2000°K über dem Schmelzpunkt des Grundmaterials der metallischen Legierung (hier des Aluminiums) liegt. Damit wird gewährleistet, dass nach dem Aufschmelzen des Baumaterials eine deutliche und zuverlässige sowie zeitlich vorgelagerte Bildung (z. B. Erstarrung bzw. Verfestigung) der Legierungselementverbindung gegenüber dem Grundmaterial ergibt. Der Schmelzpunkt von Wolframcarbid kann bei ca. 2785 °C und der Schmelzpunkt von Aluminium bei ca. 660°C angegeben werden, so dass sich in diesem Fall ein Schmelzpunktunterschied von über 2100°K ergibt. Mit anderen Worten kann mit der deutlich höheren Schmelztemperatur der Legierungselementverbindung das Lösen der Legierungselementverbindung in dem ersten und/oder in dem zweiten Grundmaterial der ersten und zweiten metallischen Legierung verhindert werden. Durch das nicht-Lösen der Legierungselementverbindung kann diese zuverlässig als Kristallisationskeim für die Erstarrung des wenigstens einen, vorzugsweise sämtlicher Grundmaterialien, der metallischen Legierungen des Baumaterials verwendet werden. Auch Titancarbid als gebildete Legierungselementverbindung kann mit ca. 2500°C eine deutlich höhere Schmelztemperatur als das metallische Grundmaterial der ersten und/oder der zweiten metallischen Legierung (z. B. Aluminium) aufweisen. Damit kann der Schmelzpunkt der Legierungselementverbindung beispielsweise auch höher als 1000 °K, insbesondere höher als 1500 °K, als der Schmelzpunkt des ersten und/oder des zweiten Grundmaterials der ersten bzw. zweiten metallischen Legierung ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise kann das mit dem hierin beschriebenen Verfahren und mit dem hierin beschriebenen Baumaterial aufgebaute dreidimensionale Objekt nach dessen additiver Herstellung zumindest abschnittsweise in einem Umformverfahren einem Umformprozess unterzogen werden, bevorzugt wird das dreidimensionale Objekt zumindest abschnittsweise einem Schmiede, Walz und/oder Biegeverfahren unterzogen. Beispielsweise kann das additiv hergestellte Objekt die Eigenschaften eines aus einer Aluminiumknetlegierung gefertigten Formkörpers aufweisen, so dass ein nachgelagerter Umformungsprozess ermöglicht wird.
Ein vorteilhafter Anwendungsfall kann hierbei vorliegen, wenn die Gestaltung der Geometrie des dreidimensionalen Objekts auf Grund von Limitierungen einer Bauraumgeometrie einer additiven Fertigungsvorrichtung eingeschränkt ist. So kann ein Objekt in einem additiven Fertigungsverfahren aufgebaut werden und nach diesem Aufbauprozess noch nicht seine Zielgeometrie aufweisen. Erst nachdem das dreidimensionale Objekt wenigstens einem Umformprozess unterzogen wurde, wird die Zielgeometrie erreicht. Beispielsweise wird das additiv aufgebaute Objekt aufgebogen, so dass die maximale Erstreckung des den Umformprozess durchlaufenen Objekts größer ist, als der zur Verfügung stehende Bauraum der additiven Fertigungsvorrichtung.
Ein weiterer alternativer oder zusätzlicher Anwendungsfall einer nachgelagerten Umformung des additiv hergestellten Objekts kann es sein, wenn eine gezielte Gefügestruktur zumindest abschnittsweise innerhalb in dem oder oberflächlich an dem dreidimensionalen Objekt gewünscht ist, welche sich überhaupt oder unter wirtschaftlichen Aspekten erst durch einen nachgelagerten Umformungsprozess an dem dreidimensionale Objekt darstellen bzw. einbringen lässt. Beispielsweise kann der nachgelagerte Umformprozess ein Schmiedeprozess sein, der zu einem definierten Schmiedegefüge innerhalb oder an dem dreidimensionalen Objekt führt. Ein derartiges, zumindest gezielt partiell mit einem definierten Schmiedegefüge ausgebildetes Bauteil kann zum Beispiel als Lenkerbauteil in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden. Durch die nachgelagerte gezielte partielle Umformung des additiv hergestellten Bauteils können schmiedeprozessspezifische Materialeigenschaften des dreidimensionalen Objekts für ein additiv hergestelltes Bauteil erlangt werden.
Neben dem Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts betrifft die Erfindung auch ein dreidimensionales Objekt, insbesondere ein Kraftfahrzeugbauteil, hergestellt in einem hierin beschriebenen additiven Herstellungsverfah ren.
Das dreidimensionale Objekt kann nach dessen Herstellung in dem additiven Herstellungsverfahren optional einem Wärmebehandlungsprozess unterzogen werden, hierbei kann das dreidimensionale Objekt beispielsweise einem Weichglühen, einem Spannungsarmglühen und/oder einem Abschreckprozess unterzogen werden.
Das in dem hierin beschriebenen Verfahren hergestellte dreidimensionale Objekt kann nach dessen additiven Herstellung oder nach einer im Anschluss der additiven Herstellung unterzogenen Wärmebehandlung vorzugsweise (a) eine Dehngrenze von 200 bis 600 MPa, vorzugsweise eine Dehngrenze von 300 bis 400 MPa und/oder (b) eine Bruchdehnung von 4 bis 25 %, bevorzugt eine Bruchdehnung von 7 bis 15 % und/oder (c) ein Elastizitätsmodul von 50 bis 100 GPa, bevorzugt von 65 bis 80 GPa, aufweisen.
Neben dem Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts und dem dreidimensionalen Objekt selbst betrifft die Erfindung auch ein Baumaterial zur Verwendung in einem hierin beschriebenen Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf das erfindungsgemäße dreidimensionale Objekt und das erfindungsgemäße Baumaterial übertragbar bzw. anzuwenden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine Prinzipdarstellung eines ersten und eines zweiten Metallpulvers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine Prinzipdarstellung eines Gemischs bestehend aus einem ersten und einem zweiten Metallpulver gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine Prinzipdarstellung einer Schmelze des Baumaterials mit verfestigten Legierungselementverbindungen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine Prinzipdarstellung einer vollständig ausgehärteten Schmelze eines Baumaterials gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine Prinzipdarstellung einer vollständig ausgebildeten Schmelze eines Baumaterials gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In den nachfolgenden Figuren wird das Verfahren beispielhaft anhand schematischer Darstellungen des Baumaterials 2 verdeutlicht. Das Verfahren dient zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts 1, dessen Baumaterial 2 in den Figuren zu jeweiligen Verfahrensprozessschritten schematisch dargestellt ist. Das dreidimensionale Objekt 1 kann vorzugsweise als Fahrzeugbauteil verwendet werden.
In einer additiven Fertigungsvorrichtung (nicht dargestellt) wird sukzessive, schichtweise und selektiv ein pulverförmiges Baumaterials 2 zur Bildung des dreidimensionalen Objekts 1 verfestigt. Das Baumaterial 2 weist dabei wenigstens zwei Metallpulver 3, 4 auf. In einem ersten Verfahrensschritt wird ein erstes Metallpulver 3 bereitgestellt. Das erste Metallpulver 3 bestehend aus einer ersten metallischen Legierung 5 umfassend ein erstes metallisches Grundmaterial 6 und wenigstens ein erstes Legierungselement 7. Ferner wird ein zweites Metallpulver 4 bereitgestellt, dieses besteht aus einer zweiten metallischen Legierung 8 umfassend ein zweites metallisches Grundmaterial 9 und wenigstens ein zweites Legierungselement 10. Die Flächenfüllung der beiden metallischen Grundmaterialien 6, 9 ist identisch dargestellt, das im vorliegenden Beispiels die beiden metallischen Grundmaterialien der beiden metallischen Legierungen 5, 8 jeweils dasselbe Material umfasst, vorliegend Aluminium. Diese beiden Metallpulver 3, 4 werden miteinander vermischt und bilden ein vorzugsweise homogenes Gemisch 11, bestehend aus den wenigstens zwei Metallpulvern 3, 4, vgl. 2. Dieses Gemisch 11 wird einem additiven Fertigungsprozess zugeführt, insbesondere einem selektiven Laserschmelzverfahrensprozess (nicht dargestellt) und/oder einem (selektiven) Elektronenstrahlverfahrensprozess (nicht dargestellt). Hierbei erfährt das Baumaterial 2 einen Energieeintrag bzw. eine Erwärmung durch einen Energiestrahl (z. B. Laserstrahl und/oder Elektronenstrahl). Durch den Wärmeeintrag wird das Baumaterial 2 derart erhitzt, dass das Baumaterial 2 vorzugsweise vollständig aufgeschmolzen wird, d. h. z. B., dass das erste metallische Grundmaterial 6, das zweite metallische Grundmaterial 9, das wenigstens eine erste Legierungselement 7 und das wenigstens eine erste zweite Legierungselement 10 auf- bzw. umgeschmolzen wird. Dadurch wird eine Schmelze 12 gebildet. Durch den Energieeintrag und/oder während des Vorliegens des wenigstens einen ersten Legierungselements 7 und des wenigstens einen zweiten Legierungselements 10 in flüssiger Form verbinden sich diese zu einer Legierungselementverbindung 13 bzw. reagieren untereinander unter Ausbildung der Legierungselementverbindung 13.
Die Ausbildung der Legierungselementverbindung 13 kann während oder, insbesondere unmittelbar, nach dem Aufschmelzen erfolgen. Zu einem Zeitpunkt nach der zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, Bildung der Legierungselementverbindung 13, liegt zumindest ein metallisches Grundmaterial 6, 9, insbesondere sämtliche metallischen Grundmaterialien 6, 9, in flüssiger oder teilflüssiger Form vor, dies ist in 3 durch die gestrichelten Begrenzungslinien des Grundmaterials 6 dargestellt. Im weiteren Verlauf der Abkühlung erstarrt zumindest ein Grundmaterial 6, 9, insbesondere sämtliche Grundmaterialien 6, 9, so dass ein verfestigtes dreidimensionales Objekt 1 gebildet wird, vgl. 4.
Entscheidend ist nun, dass während des Abkühlens der Schmelze 12 die vorab sich verfestigende/sich ausbildende Legierungselementverbindung 13 als Kristallisationskeim für die Erstarrung wenigstens eines Grundmaterials 6, 9, bevorzugt für die Erstarrung sämtlicher Grundmaterialien 6, 9, wirkt. Gemäß 4 sind die Begrenzungslinien des Grundmaterials 6, 9 nun als durchgehende Linie gezeichnet, um schematisch deren Verfestigung anzuzeigen. Auf Grund des schematischen Charakters der Figuren ist nicht dargestellt, dass eine Verfestigung des Grundmaterials sich bevorzugt ausgehend von der in der Schmelze 12 bereits verfestigten Legierungselementverbindung 13 erfolgt. Damit wird es erreicht, dass es zu einer homogeneren Verfestigung der Grundmaterialen 6, 9 kommt, als wenn keine Legierungselementverbindung 13 vorlägen. Damit neigt das gebildete dreidimensionale Objekt 1 weniger oder nicht mehr zu einer Rissbildung. Insbesondere wird ein ausgehend von einer Dendritenbildung sich ergebender Rissbildungseffekt vermindert oder gänzlich unterbunden.
In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform wird ein erstes und/oder ein zweites Metallpulver 3, 4 verwendet, dessen erstes und/oder zweites metallische Grundmaterial 6, 9 zumindest teilweise, insbesondere ausschließlich, aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, besteht. Beispielsweise wurde ein erstes Legierungselement 7 der ersten metallischen Legierung 5 verwendet, das wenigstens ein Metall und/oder ein Halbmetall, bevorzugt ein Leichtmetall und/oder ein Übergangsmetall umfasst.
Das erste Legierungselement 7 der ersten metallischen Legierung 6 kann Titan (Ti) und/oder Zirconium (Zr) und/oder Chrom (Cr) und/oder Wolfram (W) und/oder Magnesium (Mg) und/oder Strontium (Sr) und/oder Vanadium (V) und/oder Bor (B) umfassen. Als zweites Legierungselement 10 der zweiten metallischen Legierung 8 kann wenigstens ein Nichtmetall und/oder ein Halbmetall, vorzugsweise ein reaktives Nichtmetall und/oder Halbmetall, besonders bevorzugt ein Nichtmetall und/oder ein Halbmetall mit einem zwei und/oder mehratomigen Element verwendet werden.
In einer konkreten Ausführungsform kann ein zweites Legierungselement 10 der zweiten metallischen Legierung 8 verwendet werden, das Bor (B) und/oder Kohlenstoff (C) umfasst.
Nach Erstarren der Schmelze 12 kann das Baumaterial 2 und damit das dreidimensionale Objekt 1 eine Legierungselementverbindung 13 umfassen, welche als Keramik oder intermetallische Phase vorliegt, insbesondere liegt nach Erstarren der Schmelze 12 die Legierungselementverbindung 13 als Silikat-Keramik und/oder als Oxidkeramik und/oder als Nicht-Oxid-Keramik vor.
Der Anteil sämtlicher Legierungselemente 7, 10, 14 in der erstarrten Schmelze 12 bzw. in dem fertiggestellten dreidimensionalen Objekt 1 kann einen Anteil von 0,1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 0,1°Gew.-% bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, aufweisen. Hierbei sind in den angegebenen Gewichtsanteilen der Legierungselemente 7, 10, 14 nicht nur die zur Bildung der Legierungselementverbindung 13 einwirkenden bzw. involvierten Legierungselemente 7, 10, sondern auch ggf. verwendete weitere Legierungselemente 14 enthalten.
Beispielsweise zeigt 5 eine erstarrte Schmelze 12, in welcher neben den zur Bildung der Legierungselementverbindung 13 erstarrten Legierungselement 7, 10 wenigstens ein weiteres Legierungselement 14 als, insbesondere im Wesentlichen, an dem ersten und/oder zweiten metallischen Grundmaterial 6, 9 verbleibend dargestellt ist. Damit soll angezeigt werden, dass neben den Legierungselementen 7, 10, welche an der Kristallisationskeimwirkung der Legierungselementverbindung 13 involviert sind, weitere Legierungselemente 14 in der erstarrten Schmelze 12 und damit in dem additiv hergestellten dreidimensionale Objekt 1 vorliegen können. Beispielsweise ist als weiteres Legierungselement 14 Magnesium in dem Baumaterial vorliegend, wobei als erste und das zweite Grundmaterial 6, 9 Aluminium und als erstes und als zweites Legierungselement 7, 10 zur Bildung der Legierungselementverbindung 13 Titan und Bor verwendet werden.
Die Legierungselementverbindung 13 kann eine dispersionsverstärkende und/oder dispersionshärtende Wirkung für die erstarrte Schmelze 12 und damit für das dreidimensionale Objekt 1 haben. Dies kann durch die während der Erstarrung vorherrschende Erstarrungskinematik erklärt werden.
Schließlich kann durch entsprechende Wahl der ersten und zweiten Legierungselemente 7, 10 sowie der Grundmaterialien 6, 9 erreicht werden, dass die aus den Legierungselementen gebildete Legierungselementverbindung 13 energetisch günstiger liegt, als die wenigstens eine erste metallische Legierung 5 und/oder als die wenigstens eine zweite metallische Legierung 8.
Die aus den Legierungselementen 7, 10 gebildete Legierungselementverbindung 13 weist vorzugsweise einen höheren Schmelzpunkt auf, als das erste und/oder das zweite Grundmaterial 6, 9, bevorzugt liegt der Schmelzpunkt der Legierungselementverbindung 13 um mindestens 100° K, besonders bevorzugt um mindestens 250° K, höchst bevorzugt um mindestens 750 °K höher, als der Schmelzpunkt des ersten und/oder zweiten Grundmaterials 6, 9.
Dadurch, dass in dem hierin beschriebenen Verfahren ein Baumaterial 2 zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Objekts 1 verwendbar ist, das zumindest abschnittsweise annähernd oder identisch die Eigenschaften einer Knetlegierung aufweist ist es möglich, dass nach der Herstellung des dreidimensionalen Objekts 1 dieses zumindest abschnittsweise in einem Umformverfahren (nicht dargestellt) einem Umformprozess unterzogen werden kann, bevorzugt wird das dreidimensionale Objekt 1 einem Schmiede, Walz und/oder Biegeverfahren unterzogen.
Das in dem hierin beschriebenen Verfahren hergestellte dreidimensionale Objekt 1 kann als Kraftfahrzeugbauteil eingesetzt werden.
Das dreidimensionale Objekt kann nach dessen Herstellung in dem additiven Herstellungsverfahren oder nach einer im Anschluss der additiven Herstellung unterzogenen Wärmebehandlung (a) eine Dehngrenze von 200 bis 600 MPa, vorzugsweise eine Dehngrenze von 300 bis 400 MPa und/oder (b) eine Bruchdehnung von 4 bis 25 %, bevorzugt eine Bruchdehnung von 7 bis 15% und/oder (c) ein Elastizitätsmodul von 50 bis 100 GPa, bevorzugt von 65 bis 80 GPa aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: dreidimensionales Objekt
2: Baumaterial
3: erstes Metallpulver
4: zweites Metallpulver
5: erste metallische Legierung
6: erstes metallisches Grundmaterial
7: erstes Legierungselement
8: zweite metallische Legierung
9: zweites metallisches Grundmaterial
10: zweites Legierungselement
11: Gemisch
12: Schmelze
13: Legierungselementverbindung
14: weiteres Legierungselement

Claims

Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts (1), insbesondere eines Fahrzeugbauteils, in einer additiven Fertigungsvorrichtung durch sukzessive, schichtweise und selektive Verfestigung eines pulverförmigen Baumaterials (2) zur Bildung des dreidimensionalen Objekts (1), wobei das Baumaterial (2) wenigstens zwei Metallpulver (3, 4) aufweist, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen eines ersten Metallpulvers (3) bestehend aus einer ersten metallischen Legierung (5) umfassend ein erstes metallisches Grundmaterial (6) und wenigstens ein erstes Legierungselement (7), - Bereitstellen eines zweiten Metallpulvers (4) bestehend aus einer zweiten metallischen Legierung (8) umfassend ein zweites metallisches Grundmaterial (9) und wenigstens ein zweites Legierungselement (10), - Aufschmelzen der beiden Metallpulver (3, 4) zur Bildung einer Schmelze (12), wobei sich das wenigstens eine erste Legierungselement (7) und das wenigstens eine zweite Legierungselement (10) zur Bildung einer Legierungselementverbindung (13) während oder nach dem Aufschmelzen miteinander verbindet, - Abkühlen der Schmelze (12), wobei die Legierungselementverbindung (13) als Kristallisationskeim für die Erstarrung wenigstens eines Grundmaterials (6, 9) wirkt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes und/oder ein zweites Metallpulver (3, 4) verwendet wird, dessen erstes und/oder zweites metallische Grundmaterial (6, 9) zumindest teilweise, insbesondere ausschließlich, aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Legierungselement (7) der ersten metallischen Legierung (5) verwendet wird, das wenigstens ein Metall und/oder ein Halbmetall umfasst, bevorzugt ein Leichtmetall und/oder ein Übergangsmetall umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Legierungselement (7) der ersten metallischen Legierung (5) verwendet wird, das Titan (Ti) und/oder Zirconium (Zr) und/oder Chrom (Cr) und/oder Wolfram (W) und/oder Magnesium (Mg) und/oder Strontium (Sr) und/oder Vanadium (V) und/oder Bor (B) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Legierungselement (10) der zweiten metallischen Legierung (8) verwendet wird, das wenigstens ein Nichtmetall und/oder ein Halbmetall umfasst, vorzugsweise ein reaktives Nichtmetall und/oder Halbmetall umfasst, besonders bevorzugt ein Nichtmetall und/oder ein Halbmetall mit einem zwei und/oder mehratomigen Element umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Legierungselement (10) der zweiten metallischen Legierung (8) verwendet wird, das Bor (B) und/oder Kohlenstoff (C) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Baumaterial (2) verwendet wird, das nach Erstrallen der Schmelze (12) die Legierungselementverbindung (13) als Keramik oder intermetallische Phase vorliegt, insbesondere liegt nach Erstarren der Schmelze (12) die Legierungselementverbindung (13) als Silikat-Keramik und/oder als Oxidkeramik und/oder als Nicht-Oxid-Keramik vor.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Metallpulver (3) verwendet wird, dessen wenigstens ein erstes Legierungselement (7), insbesondere sämtliche Legierungselemente (7, 14), in dem ersten Metallpulver (3) und/oder ein zweites Metallpulver (4) verwendet wird, dessen wenigstens ein zweites Legierungselement (10), insbesondere sämtliche Legierungselemente (10, 14), in dem zweiten Metallpulver (4) einen Anteil von 0,1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 0,1°Gew.-% bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, aufweist bzw. aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das wenigstens eine erste Legierungselement (7) der ersten metallischen Legierung (5) und für das wenigstens eine zweite Legierungselement (10) der zweiten metallischen Legierung (8) Materialien verwendet werden, die derart gewählt sind, dass die aus den Legierungselementen (7, 10) gebildete Legierungselementverbindung (13) dispersionsverstärkend und/oder dispersionshärtend wirkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das wenigstens eine erste Legierungselement (7) der ersten metallischen Legierung (5) und für das wenigstens eine zweite Legierungselement (10) der zweiten metallischen Legierung (8) Materialien verwendet werden, die derart gewählt sind, dass die aus den Legierungselementen (7, 10) gebildete Legierungselementverbindung (13) energetisch günstiger liegt, als die wenigstens eine erste metallische Legierung (5) und/oder als die wenigstens eine zweite metallische Legierung (8).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das wenigstens eine erste Legierungselement (7) der ersten metallischen Legierung (5) und für das wenigstens eine zweite Legierungselement (10) der zweiten metallischen Legierung (8) Materialien verwendet werden, die derart gewählt sind, dass die aus den Legierungselementen (7, 10) gebildete Legierungselementverbindung (13) einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das erste und/oder das zweite Grundmaterial (6, 9), bevorzugt liegt der Schmelzpunkt der Legierungselementverbindung um wenigstens 100° K, besonders bevorzugt um wenigstens 250° K, höchst bevorzugt um wenigstens 750 °K höher als der Schmelzpunkt des ersten und/oder zweiten Grundmaterials (6, 9).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale Objekt (1) nach dessen Herstellung in dem additiven Herstellungsverfahren zumindest abschnittsweise in einem Umformverfahren einem Umformprozess unterzogen wird, bevorzugt wird das dreidimensionale Objekt (1) einem Schmiede, Walz und/oder Biegeverfahren unterzogen.
Dreidimensionale Objekt (1), insbesondere Kraftfahrzeugbauteil, hergestellt in einem additiven Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Dreidimensionale Objekt (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale Objekt (1) nach dessen Herstellung in dem additiven Herstellungsverfahren oder nach einer im Anschluss der additiven Herstellung unterzogenen Wärmebehandlung - eine Dehngrenze von 200 bis 6000 MPa, vorzugsweise eine Dehngrenze von 300 bis 400 MPa und/oder - eine Bruchdehnung von 4 bis 25 %, bevorzugt eine Bruchdehnung von 7 bis 15 % und/oder - ein Elastizitätsmodul von 50 bis 100 GPa, bevorzugt von 65 bis 80 GPa aufweist.
Baumaterial (2) zur Verwendung in einem Verfahren zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.