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DE102020000978A1 - Method and device suitable for increasing the strength of a joined or additive manufactured component - Google Patents

Method and device suitable for increasing the strength of a joined or additive manufactured component Download PDF

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DE102020000978A1
DE102020000978A1 DE102020000978.6A DE102020000978A DE102020000978A1 DE 102020000978 A1 DE102020000978 A1 DE 102020000978A1 DE 102020000978 A DE102020000978 A DE 102020000978A DE 102020000978 A1 DE102020000978 A1 DE 102020000978A1
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DE
Germany
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chamber
pressure
liquid
component
strength
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DE102020000978.6A
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Jonas Münz
Philipp Engelhardt
Simon Stückrad
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Ultratec Anlagentechnik Muenz De GmbH
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Individual
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Festigkeit eines gefügten oder additiv gefertigten Bauteils mittels der Kombination einer Beaufschlagung durch isostatischen Druck und durch Ultraschall. Dazu weist die Vorrichtung eine zur Aufnahme des Bauteils geeigneten Kammer auf, die für einen Druck bis zu 1000 MPa und für eine Temperatur bis zu 500 °C ausgelegt ist und die mit einer zur Vermittlung des isostatischen Drucks auf das Bauteil geeigneten Flüssigkeit gefüllt ist; außerdem umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zur Einbringung des Drucks sowie zusätzlich eine Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall in die Kammer.The invention relates to a method and a device for increasing the strength of a joined or additively manufactured component by means of the combination of an application of isostatic pressure and ultrasound. For this purpose, the device has a chamber suitable for receiving the component, which is designed for a pressure of up to 1000 MPa and for a temperature of up to 500 ° C. and which is filled with a liquid suitable for imparting the isostatic pressure on the component; In addition, the device comprises a device for introducing the pressure and additionally a device for introducing ultrasound into the chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Festigkeit eines Bauteils. Ein derartiges Verfahren ist z.B. aus der DE 000068906698 T2 bekannt.The invention relates to a method and a device for increasing the strength of a component. Such a method is, for example, from DE 000068906698 T2 famous.

Die Festigkeit eines Werkstoffes bzw. eines Bauteils aus einem solchen Werkstoff beschreibt die Beanspruchbarkeit durch mechanische Belastungen, bevor es zu einem Versagen (z.B. Verformung oder Bruch) kommt, und wird angegeben als mechanische Spannung. Die Festigkeit hängt von der Art des Werkstoffs sowie von der Art und der Dauer der Beanspruchung ab.The strength of a material or a component made of such a material describes the ability to withstand mechanical loads before failure (e.g. deformation or breakage) occurs, and is specified as mechanical stress. The strength depends on the type of material as well as the type and duration of stress.

Misst man die Dehnungen an einem Bauteil in Abhängigkeit unterschiedlich einwirkender Spannungen, so erhält man Spannungs-Dehnungs-Diagramme, aus denen seine Festigkeitskennwerte ermittelt werden können. Bei statischer Beanspruchung werden meist die Festigkeitskennwerte der Streckgrenze Re (bis zu der ein Werkstoff bei Zugbeanspruchung keine dauerhafte plastische Verformung zeigt) und der Zugfestigkeit Rm (bei der ein Prüfkörper aus diesem Werkstoff bei Zugbeanspruchung einzuschnüren beginnt) genannt. Bei dynamischer Beanspruchung (Lastwechsel, durch die die Belastbarkeit des Werkstoffs bzw. Bauteils sinkt) werden als Festigkeitskennwerte hingegen die Kurzzeit-, die Betriebs- und die Dauerfestigkeit verwendet, die in sog. Wöhler-Diagrammen ermittelt werden können.If the strains on a component are measured as a function of differently acting stresses, stress-strain diagrams are obtained from which its strength parameters can be determined. In the case of static loading, the strength characteristics of the yield point R e (up to which a material shows no permanent plastic deformation under tensile stress) and the tensile strength R m (at which a test specimen made of this material begins to constrict under tensile stress) are usually mentioned. In the case of dynamic loading (load changes that reduce the load-bearing capacity of the material or component), on the other hand, the short-term, operational and fatigue strength are used as strength parameters, which can be determined in so-called Wöhler diagrams.

Die von einem Werkstoff bzw. einem daraus gefertigten Bauteil theoretisch erreichbare Festigkeit wird in der Praxis meist deutlich unterschritten. Diese Abweichungen beruhen unter anderem auf der Art des Fertigungsverfahrens. Dabei unterscheidet man (z.B. nach der DIN 8580) in Urformen, Umformen, Trennen (z.B. Spanen), Fügen (z.B. Schweißen) und Ändern von Stoffeigenschaften. In der Regel steigt die Festigkeit eines Bauteils aus demselben Werkstoff vom Fügen zum Spanen zum Umformen, was auf Fehlstellen in der Oberfläche und im Gefüge des Bauteils zurückzuführen ist. Eine Möglichkeit zum Ändern dieser Stoffeigenschaft besteht in der Einbringung von Druckeigenspannungen, durch welche die Wirkungen der Fehlstellen lokal überbrückt werden können.The strength theoretically achievable from a material or a component made from it is usually well below the limit in practice. These deviations are based, among other things, on the type of manufacturing process. A distinction is made (e.g. according to DIN 8580) into primary forming, reshaping, cutting (e.g. machining), joining (e.g. welding) and changing material properties. As a rule, the strength of a component made from the same material increases from joining to machining to forming, which can be attributed to defects in the surface and structure of the component. One way of changing this material property is to introduce residual compressive stresses, by means of which the effects of the imperfections can be bridged locally.

Zur Erhöhung der Bauteilfestigkeit durch die Einbringung von Druckeigenspannungen sind unter Anderem bereits die Verfahren isostatisches Pressen, Walzen oder Kugelstrahlen bekannt, die jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile aufweisen.In order to increase the component strength by introducing internal compressive stresses, the methods of isostatic pressing, rolling or shot peening are already known, among others, each of which has different advantages and disadvantages.

Üblicherweise weisen gefügte Bauteile vergleichsweise geringe Festigkeiten auf und infolgedessen besitzen Bauteile, die mit modernen additiven Fertigungsverfahren (z.B. Lasersintern oder 3d-Drucken) aus Pulver hergestellt werden, infolge ihrer großen Zahl an Fügezonen, nur geringe Festigkeiten. Zur Erhöhung der Festigkeit wurde deshalb z.B. in der DE 000068906698 T2 die Nachbehandlung eines gesinterten Bauteils durch heißisostatisches Pressen vorgeschlagen. Allerdings können die dafür erforderlichen hohen Temperaturen zur Reduktion anderer Werkstoffeigenschaften führen.Usually joined components have comparatively low strengths and consequently components that are manufactured from powder using modern additive manufacturing processes (e.g. laser sintering or 3D printing) have only low strengths due to their large number of joining zones. To increase the strength, for example, in the DE 000068906698 T2 the post-treatment of a sintered component by hot isostatic pressing is proposed. However, the high temperatures required for this can lead to a reduction in other material properties.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen die Festigkeit eines Bauteils, insbesondere eines additiv gefertigten Bauteils erhöht werden kann ohne dessen sonstige Eigenschaften zu verringern.It is therefore the object of the invention to provide a method and a device with which the strength of a component, in particular an additively manufactured component, can be increased without reducing its other properties.

Die Aufgabe wird bezüglich eines zur Erhöhung der Festigkeit Bauteils, insbesondere eines gefügten oder additiv gefertigten Bauteils, geeigneten Verfahrens mittels Einwirkung eines isostatischen Druckes erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Bauteil in eine mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammer eingebracht und diese mit einem isostatischen Druck von mehr als 200 MPa beaufschlagt wird, wobei die Temperatur der Flüssigkeit zwischen 0°C und 200°C liegt, und wobei die Flüssigkeit zusätzlich mit Ultraschall beaufschlagt wird.The object is achieved with regard to a method by means of the action of an isostatic pressure that is suitable for increasing the strength of a component, in particular a joined or additively manufactured component, in that the component is introduced into a chamber filled with a liquid and this is subjected to an isostatic pressure of more than 200 MPa is applied, the temperature of the liquid being between 0 ° C and 200 ° C, and the liquid is additionally acted upon with ultrasound.

Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren weist einerseits (im Gegensatz zum heissisostatischen Pressen) eine Temperaturbeanspruchung auf, bei der die meisten Werkstoffe, die üblicherweise fügend verarbeitet werden, keine temperaturbedingte Beeinträchtigung ihrer Werkstoffeigenschaften erfahren, wobei gleichzeitig eine große Zahl von Flüssigkeiten bekannt ist, die in diesem Temperaturbereich geeignete Eigenschaften aufweisen um eine Ultraschallbeaufschlagung an das Bauteil zu vermitteln. Andererseits bedingt die Überlagerung der Einwirkung des isostatischen Druckes und der Einwirkung des auf die Oberfläche des Bauteils einwirkenden Ultraschalldrucks eine lokale Druckerhöhung und wirkt deshalb tiefer in das Bauteil ein als die einzelnen Einwirkungen. Dadurch werden Druckeigenspannungen auch unterhalb der Oberfläche des Bauteils erzeugt und dessen Festigkeit erhöht. Dies macht das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet zur Erhöhung der Festigkeit gefügter oder additiv gefertigter Bauteile und insbesondere für thermisch belastbare Bauteile. Such a method according to the invention has on the one hand (in contrast to hot isostatic pressing) a temperature stress at which most of the materials that are usually processed in a satisfactory manner do not experience any temperature-related impairment of their material properties, while at the same time a large number of liquids are known that are in this temperature range have suitable properties to convey an ultrasound exposure to the component. On the other hand, the superposition of the effect of the isostatic pressure and the effect of the ultrasonic pressure acting on the surface of the component causes a local pressure increase and therefore acts more deeply on the component than the individual effects. This also creates compressive residual stresses below the surface of the component and increases its strength. This makes the method according to the invention particularly suitable for increasing the strength of joined or additively manufactured components and in particular for components that can withstand thermal loads.

Als besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn der isostatische Druck mehr als 500 MPa, vorzugsweise mehr als 700 MPa beträgt und/oder, die Temperatur der Flüssigkeit zwischen 50°C und 120° C liegt und/oder, die kinematische Viskosität der verwendeten Flüssigkeit in diesem Druckbereich und in diesem Temperaturbereich zwischen 10 und 60 mm2/s liegt und/oder der Ultraschall eine Frequenz zwischen 10 und 100 kHz aufweist und/oder die Ultraschallbeaufschlagung für einen Zeitraum von mehr als 2 min, vorzugsweise mehr als 10 min, besonders bevorzugt mehr als 30 min durchgeführt wird.The method according to the invention proves to be particularly advantageous if the isostatic pressure is more than 500 MPa, preferably more than 700 MPa and / or the temperature of the liquid is between 50 ° C. and 120 ° C. and / or the kinematic viscosity of the Liquid in this pressure range and in this temperature range between 10 and 60 mm 2 / s and / or the ultrasound has a frequency between 10 and 100 kHz and / or the application of ultrasound for a period of more than 2 minutes, preferably more than 10 minutes, particularly preferably more than 30 minutes is carried out.

Diese Verfahrensmerkmale erlauben jeweils bereits einzeln geeignete lokale Druckbeaufschlagungen der Bauteiloberfläche aber wirken auch vorteilhaft zusammen. Deshalb können sie sowohl alternativ als auch additiv eingesetzt werden. Beispielsweise bewirkt ein isostatischer Druck von 500 MPa eine Druckbeaufschlagung der Bauteiloberfläche die bereits für viele Werkstoffe oberhalb von deren Streckgrenze liegt. Der angegebene Bereich der Viskosität gewährleistet einerseits, dass die Anlage auch bei hoher Druckbeaufschlagung dichtbleibt, d.h. keine Flüssigkeit austritt, und andererseits, dass der eingebrachte Ultraschall nicht zu stark gedämpft wird um die benötigte lokale Erhöhung der Druckbeaufschlagung der Bauteiloberfläche zu erreichen. Die Dauer der Druckbeaufschlagung erlaubt auch die Unterstützung länger andauernder Prozesse in der Bauteiloberfläche und darunter liegender Zonen wie z. B. Gefügeverdichtungen oder Rekristallisationen.These process features allow individually suitable local pressures to be applied to the component surface, but they also work together in an advantageous manner. Therefore, they can be used both alternatively and additionally. For example, an isostatic pressure of 500 MPa causes the component surface to be pressurized, which for many materials is already above their yield point. The specified range of viscosity ensures, on the one hand, that the system remains tight even under high pressure, i.e. no liquid escapes, and, on the other hand, that the applied ultrasound is not attenuated too much in order to achieve the required local increase in pressure on the component surface. The duration of the pressurization also allows the support of longer-lasting processes in the component surface and underlying zones such as e.g. B. structural densification or recrystallization.

Die Aufgabe wird bezüglich einer zur Erhöhung der Festigkeit eines gefügten oder additiv gefertigten Bauteils geeigneten Vorrichtung mittels Einwirkung eines isostatischen Druckes dadurch gelöst, das die Vorrichtung eine zur Aufnahme des Bauteils geeigneten Kammer umfasst, die für einen Druck bis zu 1000 MPa und für eine Temperatur bis zu 500 °C ausgelegt ist und die mit einer zur Vermittlung des isostatischen Drucks auf das Bauteil geeigneten Flüssigkeit gefüllt ist, und die Vorrichtung eine Einrichtung zur Einbringung des Drucks umfasst, sowie erfindungsgemäß zusätzlich eine Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall in die Kammer aufweist. Dabei kann die Einrichtung zur Einbringung des Drucks z.B. ausgestaltet sein als ein Stempel, der in die Kammer einfährt und deren Volumen bei gleichbleibender Flüssigkeitsmenge verringert oder auch als eine Pumpe, die zusätzlich Flüssigkeit in das gleichbleibende Kammervolumen einbringt oder auch durch eine Kombination solcher oder anderer Ausgestaltungen. Die Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall kann piezoelektrisch (Sonotrode), kapazitiv oder auch magnetostriktiv ausgestaltet sein.The object is achieved with regard to a device suitable for increasing the strength of a joined or additively manufactured component by means of the action of an isostatic pressure in that the device comprises a chamber suitable for receiving the component, which is suitable for a pressure of up to 1000 MPa and for a temperature of up to is designed to 500 ° C and is filled with a liquid suitable for imparting the isostatic pressure on the component, and the device comprises a device for introducing the pressure, and according to the invention additionally has a device for introducing ultrasound into the chamber. The device for introducing the pressure can be designed, for example, as a plunger that moves into the chamber and reduces its volume with the same amount of liquid, or as a pump that additionally introduces liquid into the constant chamber volume or by a combination of these or other configurations . The device for introducing ultrasound can be designed piezoelectrically (sonotrode), capacitive or also magnetostrictive.

Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich im Vergleich zu einer Vorrichtung zum heissisostatischen Pressen mit vergleichbarem Einsatzbereich durch geringere Sicherheitsanforderungen aus, da einerseits geringere statische Drücke und andererseits geringere Temperaturen eingesetzt werden.Such a device according to the invention is distinguished in comparison to a device for hot isostatic pressing with a comparable area of application by lower safety requirements, since on the one hand lower static pressures and on the other hand lower temperatures are used.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn sie eine Flüssigkeit beinhaltet, die in dem vorstehend genannten Druckbereich und in dem genannten Temperaturbereich eine kinematische Viskosität zwischen 10 und 60 mm2/s aufweist, und/oder wenn die Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall als Sonotrode ausgestaltet ist, deren Eigenfrequenz zwischen 10 und 100 kHz liegt, und/oder wenn die Vorrichtung zusätzlich eine Einrichtung zur Messung des Drucks in der Kammer aufweist.The device according to the invention proves to be particularly advantageous if it contains a liquid which has a kinematic viscosity between 10 and 60 mm 2 / s in the aforementioned pressure range and in the aforementioned temperature range, and / or if the device for introducing ultrasound is used as a Sonotrode is designed, the natural frequency of which is between 10 and 100 kHz, and / or if the device additionally has a device for measuring the pressure in the chamber.

Diese Vorrichtungsmerkmale bewirken bereits jeweils einzeln Verbesserungen des Wirkungsgrades der Vorrichtung aber wirken auch vorteilhaft zusammen. Deshalb können sie sowohl alternativ als auch additiv eingesetzt werden.These device features already individually bring about improvements in the efficiency of the device, but they also work together in an advantageous manner. Therefore, they can be used both alternatively and additionally.

Eine Flüssigkeit mit einer Viskosität in dem angegebenen Bereich gewährleistet einerseits, dass die Vorrichtung auch bei hoher Druckbeaufschlagung dichtbleibt, d.h. keine Flüssigkeit austritt, und andererseits, dass der eingebrachte Ultraschall nicht zu stark gedämpft wird um die benötigte lokale Erhöhung der Druckbeaufschlagung der Bauteiloberfläche zu erreichen. Eine Einrichtung zur Messung des Drucks ermöglicht eine vorteilhafte Prozesskontrolle. Eine Ausgestaltung der Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall als Sonotrode erlaubt den Zugriff auf eine große Zahl handelsüblicher und kostengünstiger piezoelektrisch arbeitender Ultraschallerzeuger.A liquid with a viscosity in the specified range ensures, on the one hand, that the device remains tight even under high pressure, i.e. no liquid escapes, and, on the other hand, that the applied ultrasound is not dampened too much in order to achieve the required local increase in pressure on the component surface. A device for measuring the pressure enables an advantageous process control. A configuration of the device for introducing ultrasound as a sonotrode allows access to a large number of commercially available and inexpensive piezoelectrically operating ultrasound generators.

Als besonders vorteilhaft erweist sich eine mit einer Sonotrode ausgestatte erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn sie eine Einrichtung zur definierten Einstellung des Abstandes zwischen der Spitze der Sonotrode und der Bauteiloberfläche umfasst sowie zusätzlich eine Einrichtung zur definierten Ausrichtung der Sonotrode relativ zur Bauteiloberfläche derart, dass die Längsachse der Sonotrode unter einem vorgebbaren Winkel auf die Bauteiloberfläche ausrichtbar ist. Dies führt im Betrieb der Vorrichtung dazu, dass eine von der Sonotrodenspitze ausgestrahlte Schallwelle unter einem vorgebbaren Winkel auf die Bauteiloberfläche auftrifft. Eigene Versuche zeigen, dass für verschiedene Werkstoffe unterschiedliche Abstände und Ausrichtungen der Sonotrode vorteilhaft für die gewünschte Erhöhung der Festigkeit sind.A device according to the invention equipped with a sonotrode proves to be particularly advantageous if it comprises a device for the defined setting of the distance between the tip of the sonotrode and the component surface and additionally a device for the defined alignment of the sonotrode relative to the component surface such that the longitudinal axis of the sonotrode can be aligned with the component surface at a predeterminable angle. During operation of the device, this leads to a sound wave emitted by the sonotrode tip impinging on the component surface at a predeterminable angle. Our own tests show that different distances and orientations of the sonotrode are advantageous for the desired increase in strength for different materials.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiter verbessert werden, wenn sie Mittel zur Fokussierung der von der Sonotrode ausgestrahlten Ultraschallwelle umfasst (beispielsweise durch eine konkave Ausgestaltung der Sonotrodenspitze oder durch akustische Linsen) und/oder Mittel zur Verstärkung der Ultraschallwelle (durch geeignete konstruktive Gestaltung der Sonotrode, insbesondere des Längen-Breiten-Verhältnisses).The device according to the invention can be further improved if it comprises means for focusing the ultrasonic wave emitted by the sonotrode (for example by means of a concave design of the sonotrode tip or by acoustic lenses) and / or means for amplifying the ultrasonic wave (by means of a suitable structural design of the sonotrode, in particular the length-width ratio).

Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn die Kammer als zylinderförmiger Hohlraum ausgestaltet ist, der mit einem in die Kammer einführbaren Stempel verschließbar ist, der an der Innenwand des Hohlraums gleitend anliegt, wobei der Stempel an seinem dem Hohlraum zugewandten Ende eine axialsymmetrische Bohrung aufweist, die so ausgestaltet ist, dass eine ringförmige Wandung verbleibt, welche senkrecht zur Innenwand der Kammer eine geringere Ausdehnung aufweist als parallel zu dieser.The device according to the invention proves to be particularly advantageous if the chamber is designed as a cylindrical cavity with a plunger that can be inserted into the chamber is closable, which rests slidingly on the inner wall of the cavity, wherein the punch has an axially symmetrical bore at its end facing the cavity, which is designed so that an annular wall remains, which has a smaller extent perpendicular to the inner wall of the chamber than parallel to this.

Eine solche Ausgestaltung der Einrichtung zur Einbringung des Drucks als ein Stempel, der in die Kammer einfährt und deren Volumen bei gleichbleibender Flüssigkeitsmenge verringert, ist technisch besonders einfach und damit kostengünstig. Dadurch dass der Stempel an der Innenwand des Hohlraums gleitend anliegt, wird die Kammer zu Beginn des Druckaufbaus ausreichend abgedichtet um ein Austreten der Flüssigkeit zu verhindern. Mit steigendem Druck wird die ringförmige Wandung des Stempels von der Flüssigkeit gegen die Innenwand des Hohlraums gedrückt und dichtet die Kammer so auch bei hohem Druck ab. Als besonders geeignet hat sich eine Dicke der Wandung von weniger als 3 mm, vorzugsweise von 2 mm oder weniger erwiesen bei einer Höhe der Wandung von weniger als 15 mm, vorzugsweise 10 mm oder weniger. Ein solches Dicke-Höhe-Verhältnis erlaubt eine gute Abdichtung der Kammer durch elastische Verformung der Wandung bei Druckbeaufschlagung und gleichermaßen nach Ende der Druckbeaufschlagung eine Rückkehr der Wandung zu ihrer Ausgangsform und damit ein leichtes Ausfahrens des Stempels aus der Kammer. Ein weitere Verbesserung der Abdichtung kann erreicht werden durch den Einsatz weiterer handelsüblicher Dichtungen (metallische Dichtung, insbesondere Kupferdichtung und/oder faserverstärkte Kunststoffdichtung, insbesondere glas- oder karbonfaserverstärkt) im Eintrittsbereich des Stempels in den zylindrischen Hohlraum der Kammer.Such a configuration of the device for applying the pressure as a stamp that moves into the chamber and reduces its volume while the amount of liquid remains the same is technically particularly simple and therefore inexpensive. Because the plunger rests on the inner wall of the cavity in a sliding manner, the chamber is sufficiently sealed at the beginning of the pressure build-up to prevent the liquid from escaping. With increasing pressure, the annular wall of the stamp is pressed by the liquid against the inner wall of the cavity and thus seals the chamber even at high pressure. A wall thickness of less than 3 mm, preferably 2 mm or less, with a wall height of less than 15 mm, preferably 10 mm or less, has proven particularly suitable. Such a thickness-height ratio allows a good sealing of the chamber by elastic deformation of the wall when pressure is applied and likewise after the end of the pressure application a return of the wall to its original shape and thus an easy extension of the stamp from the chamber. A further improvement of the seal can be achieved by using further commercially available seals (metallic seal, in particular copper seal and / or fiber-reinforced plastic seal, in particular glass or carbon fiber reinforced) in the area of entry of the stamp into the cylindrical cavity of the chamber.

Als besonders vorteilhaft bei einer solchen Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Sonotrode außerhalb des Einfahrbereichs des Stempels seitlich in der Kammer oder in der Kammerwandung angeordnet. Dadurch können beide unabhängig voneinander ihre jeweilige Wirkung ausüben und unabhängig voneinander gegenüber der Kammer abgedichtet werden. Das Gleiche gilt für die Anordnung der Einrichtung zur Messung des Drucks.It is particularly advantageous in such a configuration of the device that the sonotrode is arranged laterally in the chamber or in the chamber wall outside the entry area of the punch. As a result, both can exert their respective effects independently of one another and be sealed off from the chamber independently of one another. The same applies to the arrangement of the device for measuring the pressure.

Weiter voreilhaft ist es für die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn der Stempel eine weitere Bohrung aufweist, die von seinem dem Hohlraum zugewandten Ende bis aus der Kammer herausreicht, und mit einem Verschluss verschließbar ausgestaltet ist.It is also advantageous for the device according to the invention if the punch has a further bore which extends from its end facing the cavity to out of the chamber and is designed to be closable with a closure.

Diese Bohrung ist während des Druckaufbaus verschlossen und ermöglicht durch ihre Öffnung eine Druckentspannung der Kammer und dadurch eine Rückbildung der elastischen Verformung der ringförmigen Wandung des Stempels, so dass ein Ausziehen des Stempels ohne Verschleiß der Kammerwandung und der ringförmigen Stempelwandung erleichtert wird.This bore is closed during the pressure build-up and, through its opening, enables pressure to be released in the chamber and thereby a regression of the elastic deformation of the ring-shaped wall of the punch, so that the punch can be pulled out without wearing out the chamber wall and the ring-shaped wall of the punch.

Nachfolgend werden anhand der Figur sowie eines Ausführungsbeispiels das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet zur Erhöhung der Festigkeit eines gefügten oder additiv gefertigten Bauteils näher erläutert. Dabei zeigt die Figur:

  • Figur: Einen schematischen und nicht-maßstabsgerechten Querschnitt der Vorrichtung umfassend eine mit einer Flüssigkeit 2 gefüllte Kammer 1, einen in die Kammer 1 einfahrbaren Stempel 3, und eine Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall 4.
The method according to the invention and the device according to the invention suitable for increasing the strength of a joined or additively manufactured component are explained in more detail below with reference to the figure and an exemplary embodiment. The figure shows:
  • Figure: A schematic and not to scale cross-section of the device comprising one with a liquid 2 filled chamber 1 , one in the chamber 1 retractable stamp 3 , and a device for introducing ultrasound 4th .

Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird ein Bauteil aus lasergesintertem austenitischem Stahl 1.4404 in die mit der Flüssigkeit 2 gefüllte Kammer 1 eingebracht und darin mit einem isostatischen Druck und zusätzlich mit Ultraschall beaufschlagt.According to the exemplary embodiment, a component made of laser-sintered austenitic steel 1.4404 is inserted into the liquid 2 filled chamber 1 introduced and applied therein with an isostatic pressure and additionally with ultrasound.

Die Flüssigkeit ist ein hochbelastbares Hydrauliköl (AVIA SYNTOFLUID PE-B 50). Sie weist eine kinematische Viskosität auf, die bei einer Temperatur von 40°C weniger als 60 mm2/s und bei einer Temperatur von 110°C noch mehr als 10 mm2/s beträgt. In einer solchen Flüssigkeit werden Ultraschallwellen auch bei geringer Temperatur nur geringfügig gedämpft. Außerdem ist eine solche Flüssigkeit auch bei hoher Temperatur ausreichend viskos um auch bei einem hohen Druck nicht durch die Dichtungen der Kammer auszutreten. Außerdem ist die Flüssigkeit schwer komprimierbar (7% bei 100 MPa isostatischem Druck, 23 % bei 700 MPa), alterungsbeständig, weist gute Schmiereigenschaften auf (was das Gleiten eines Stempels in die Kammer begünstigt) und nicht aggressiv gegenüber üblichen Dichtungsmaterialien.The fluid is a heavy-duty hydraulic oil (AVIA SYNTOFLUID PE-B 50). It has a kinematic viscosity which is less than 60 mm 2 / s at a temperature of 40 ° C. and still more than 10 mm 2 / s at a temperature of 110 ° C. In such a liquid, ultrasonic waves are only slightly attenuated, even at low temperatures. In addition, such a liquid is sufficiently viscous even at a high temperature so that it does not leak through the seals of the chamber even at high pressure. In addition, the liquid is difficult to compress (7% at 100 MPa isostatic pressure, 23% at 700 MPa), resistant to aging, has good lubricating properties (which makes it easier for a stamp to slide into the chamber) and is not aggressive towards conventional sealing materials.

Für die Erhöhung der Festigkeit wird nach der Einbringung des Bauteils in die Kammer 1 zunächst die Kammer entlüftet und dann der isostatische Druck auf circa 30 MPa erhöht und dann die Ultraschallbeaufschlagung mit einer Frequenz von 20 kHz gestartet. Danach wird der isostatische Druck weiter bis auf 500 MPa erhöht und dieser Druck für 4 Minuten aufrechterhalten. Dabei erreicht die Flüssigkeit eine Temperatur von circa 100°C.To increase the strength, after the component has been introduced into the chamber 1 First the chamber is vented and then the isostatic pressure is increased to around 30 MPa and then the ultrasound application started at a frequency of 20 kHz. The isostatic pressure is then increased further up to 500 MPa and this pressure is maintained for 4 minutes. The liquid reaches a temperature of around 100 ° C.

Ein Verfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist einerseits (im Gegensatz zum heissisostatischen Pressen) eine Temperaturbeanspruchung durch die Flüssigkeit auf, durch welche das untersuchte lasergesintere Bauteil (aus austenitischem Stahl 1.4404) keine temperaturbedingte Beeinträchtigung seiner Werkstoffeigenschaften erfährt.A method according to this embodiment has on the one hand (in contrast to hot isostatic pressing) a temperature stress from the liquid, through which the examined laser-sintered component (made of austenitic steel 1.4404) does not experience any temperature-related impairment of its material properties.

Andererseits sind die Einwirkung des isostatischen Druckes und die Einwirkung des auf die Oberfläche des Bauteils einwirkenden Ultraschalldrucks einzeln jeweils zu gering um eine Beeinträchtigung der Werkstoffeigenschaften zu bewirken (der Druck liegt unterhalb der Zugfestigkeit) aber in ihrem Zusammenwirken bedingen sie eine lokale Druckerhöhung an der Bauteiloberfläche mit Druckbeanspruchungsspitzen von bis zu 1000 MPa und wirken deshalb tiefer in das Bauteil ein als die einzelnen Einwirkungen. Dadurch werden Druckeigenspannungen auch unterhalb der Oberfläche des Bauteils erzeugt und dessen Festigkeit erhöht, in dem festigkeitserniedrigende Störstellen überbrückt werden. Dies gelingt auch durch die Dauer der Druckbeaufschlagung, welche länger andauernde Prozesse in der Bauteiloberfläche und in darunter liegenden Zonen unterstützt wie z. B. Gefügeverdichtungen oder Rekristallisation.On the other hand, the effect of the isostatic pressure and the effect of the ultrasonic pressure acting on the surface of the component are individually too small to impair the material properties (the pressure is below the tensile strength) but in their interaction they also cause a local pressure increase on the component surface Pressure load peaks of up to 1000 MPa and therefore act more deeply on the component than the individual influences. As a result, residual compressive stresses are also generated below the surface of the component and its strength is increased by bridging defects that reduce the strength. This is also achieved through the duration of the application of pressure, which supports longer-lasting processes in the component surface and in the zones below it, e.g. B. structural densification or recrystallization.

Für das gemäß diesem Ausführungsbeispiel für 4 Minuten druck- und ultraschall-beaufschlagte lasergesinterte Bauteil aus austenitischem Stahl 1.4404 zeigt sich eine Erhöhung der Festigkeit gegenüber dynamischer Beanspruchung, die nahezu eine Verdopplung der Lastwechsel bis zum Bruch bedingt. Wird die ansonsten gleichbleibende Beaufschlagung auf 12 Minuten erhöht, bedingt dies eine Vervierfachung der Lastwechsel bis zum Bruch. Wird die ansonsten gleichbleibende Beaufschlagung auf 40 Minuten erhöht, bedingt diese eine Versiebenfachung der Lastwechsel bis zum Bruch.For the laser-sintered component made of austenitic steel 1.4404 and subjected to pressure and ultrasound for 4 minutes according to this exemplary embodiment, there is an increase in strength against dynamic stress, which almost doubles the load changes until breakage. If the otherwise constant loading is increased to 12 minutes, this results in a four-fold increase in the load changes until breakage. If the otherwise constant loading is increased to 40 minutes, this causes a sevenfold increase in the load changes up to breakage.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens mit einer Beaufschlagungsdauer von 40 Minuten und ansonsten gleichen Verfahrensparametern ergibt sich für ein gedrehtes Bauteil gleicher Geometrie und aus gleichem Material (Stahl 1.4404) sogar eine Versiebzehnfachung der Lastwechsel bis zum Bruch. Dies wird darauf zurückgeführt, dass die feingedrehte Oberfläche des Bauteils wesentlich glatter ist als die des pulvergesinterten Vergleichsbauteils und deshalb weniger Fehlstellen in der Oberfläche aufweist, an denen die auftreffenden Ultraschallwellen gestreut werden können.According to a further exemplary embodiment of the process with an application time of 40 minutes and otherwise the same process parameters, a rotated component of the same geometry and made of the same material (steel 1.4404) even increases the load changes by a factor of ten until it breaks. This is attributed to the fact that the finely turned surface of the component is significantly smoother than that of the powder-sintered comparative component and therefore has fewer defects in the surface where the incident ultrasonic waves can be scattered.

Die Vorrichtung weist in diesem Ausführungsbeispiel neben einer zur Aufnahme des Bauteils geeigneten Kammer 1, die für einen Druck bis zu 1000 MPa und für eine Temperatur bis zu 500 °C ausgelegt ist, und mit einer geeigneten Flüssigkeit 2 in Form des vorstehend genannten Hydrauliköls gefüllt ist, eine Einrichtung zur Einbringung des Drucks und zusätzlich eine Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall 4 in die Kammer 1 auf.In this exemplary embodiment, the device has, in addition to a chamber suitable for receiving the component 1 which is designed for a pressure up to 1000 MPa and for a temperature up to 500 ° C, and with a suitable liquid 2 is filled in the form of the hydraulic oil mentioned above, a device for introducing the pressure and additionally a device for introducing ultrasound 4th into the chamber 1 on.

Dabei ist die ausführungsbeispielgemäße Vorrichtung derart mit einer Einrichtung zur Einbringung des Drucks ausgestaltet, dass die Kammer 1 als zylinderförmiger Hohlraum 1.1 ausgestaltet ist, der mit einem in die Kammer 1 einführbaren Stempel 3 verschließbar ist, der an der Innenwand 1.2 des Hohlraums 1.1 gleitend anliegt, wobei der Stempel 3 an seinem dem Hohlraum 1.1 zugewandten Ende eine axialsymmetrische Bohrung 3.1 aufweist, die so ausgestaltet ist, dass eine ringförmige Wandung 3.2 verbleibt, welche senkrecht zur Innenwand 1.2 der Kammer 1 eine geringere Ausdehnung aufweist als parallel zu dieser, also eine größere Dicke als Höhe aufweist.The device according to the exemplary embodiment is designed with a device for applying the pressure in such a way that the chamber 1 as a cylindrical cavity 1.1 is designed with one in the chamber 1 insertable stamp 3 is lockable, the one on the inner wall 1.2 of the cavity 1.1 rests slidably, with the stamp 3 at his the cavity 1.1 facing end an axially symmetrical hole 3.1 has, which is designed so that an annular wall 3.2 remains, which is perpendicular to the inner wall 1.2 the chamber 1 has a smaller extent than parallel to this, that is, has a greater thickness than height.

Eine solche Ausgestaltung der Einrichtung zur Einbringung des Drucks als ein Stempel 3, der in die Kammer 1 einfährt und deren Volumen bei gleichbleibender Menge der Flüssigkeit 2 verringert, ist technisch besonders einfach und damit kostengünstig. Dadurch dass der Stempel 3 an der Innenwand 1.2 des Hohlraums 1.1 gleitend anliegt, wird die Kammer 1 zu Beginn des Druckaufbaus ausreichend abgedichtet um ein Austreten der Flüssigkeit 2 zu verhindern. Mit steigendem Druck wird die ringförmige Wandung 3.2 des Stempels von der Flüssigkeit 2 gegen die Innenwand 1.2 des Hohlraums 1.1 gedrückt und dichtet die Kammer 1 so auch bei hohem Druck ab. (Die Einwirkung des Drucks auf die ringförmige Wandung 3.2 ist in der Figur durch Pfeile dargestellt.)Such a configuration of the device for applying the pressure as a stamp 3 that in the chamber 1 retracts and their volume with the same amount of liquid 2 reduced, is technically particularly simple and therefore inexpensive. Because the stamp 3 on the inside wall 1.2 of the cavity 1.1 is sliding, the chamber 1 Sufficiently sealed at the beginning of the pressure build-up to prevent the liquid from escaping 2 to prevent. With increasing pressure, the ring-shaped wall becomes 3.2 of the stamp from the liquid 2 against the inner wall 1.2 of the cavity 1.1 pressed and seals the chamber 1 so even at high pressure. (The effect of pressure on the annular wall 3.2 is shown in the figure by arrows.)

In diesem Ausführungsbeispiel weist die ringförmige Wandung 3.2 eine Dicke von 2 mm bei einer Höhe der Wandung 3.2 von 10 mm auf. Eine solches Dicke-Höhe-Verhältnis erlaubt eine gute Abdichtung der Kammer 1 durch elastische Verformung der Wandung 3.2 bei Druckbeaufschlagung und gleichermaßen nach Ende der Druckbeaufschlagung eine Rückkehr der Wandung 3.2 zu ihrer Ausgangsform und damit ein leichtes Ausfahrens des Stempels 3 aus der Kammer 1. Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung weist die Kammer 1 Eintrittsbereich des Stempels 3 in den zylindrischen Hohlraum 1.1 eine zusätzliche glasfaserverstärkte Kunststoffdichtung sowie eine zusätzliche Kupferdichtung auf.In this embodiment, the annular wall 3.2 a thickness of 2 mm with a height of the wall 3.2 of 10 mm. Such a thickness-height ratio allows a good seal of the chamber 1 by elastic deformation of the wall 3.2 a return of the wall when the pressure is applied and likewise after the end of the pressure application 3.2 to their original shape and thus an easy extension of the stamp 3 out of the chamber 1 . To further improve the seal, the chamber 1 Entry area of the stamp 3 into the cylindrical cavity 1.1 an additional glass fiber reinforced plastic seal and an additional copper seal.

Ausführungsgemäß weist der Stempel 3 eine weitere Bohrung 3.3 auf, die von seinem dem Hohlraum 1.1 der Kammer 1 zugewandten Ende bis aus der Kammer 1 herausreicht, und mit einem Verschluss 3.4 verschließbar ausgestaltet ist.According to the design, the stamp 3 another hole 3.3 on that of its the cavity 1.1 the chamber 1 facing end up out of the chamber 1 reaches out, and with a clasp 3.4 is designed lockable.

Diese Bohrung 3.3 ist während des Druckaufbaus mit einem Verschluss 3.4 verschlossen und ermöglicht nach der Durchführung der benötigten Druckbeaufschlagung durch ihre Öffnung eine Druckentspannung der Kammer 1 und dadurch eine Rückbildung der elastischen Verformung der ringförmigen Wandung 3.2 des Stempels 3, so dass ein Ausziehen des Stempels 3 aus der Kammer 1 ohne Verschleiß der Innenwand 1.2 der Kammer 1 und der ringförmigen Wandung 3.2 des Stempels 3 erleichtert wird.This hole 3.3 is with a lock during pressure build-up 3.4 closed and, after the required pressurization has been carried out, allows the chamber to be depressurized through its opening 1 and thereby a regression of the elastic deformation of the annular wall 3.2 of the stamp 3 so that one pulling out the stamp 3 out of the chamber 1 without wear to the inner wall 1.2 the chamber 1 and the annular wall 3.2 of the stamp 3 is facilitated.

Dabei ist die ausführungsbeispielgemäße Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall 4 in Form einer Sonotrode ausgestattet, die eine Eigenfrequenz von 20 kHzkHz aufweist. Außerdem weist die Vorrichtung zusätzlich eine Einrichtung zur Messung des Drucks in Form eines handelsüblichen Hochdrucksensors in der Kammer 1 auf. Die Sonotrode ist außerhalb des Einfahrbereichs des Stempels 3 an einer Seite des Hohlraums 1.1 in der Kammer 1 angeordnet. Dadurch können Sonotrode und Stempel 3 beide unabhängig voneinander ihre jeweilige Wirkung ausüben und unabhängig voneinander gegenüber der Kammer 1 abgedichtet werden. Das Gleiche gilt für die Anordnung des Hochdrucksensors gegenüber der Sonotrode, der zur Prozessüberwachung dient.The device according to the exemplary embodiment has a device for introducing ultrasound 4th equipped in the form of a sonotrode, which has a natural frequency of 20 kHzkHz. In addition, the device also has a device for measuring the pressure in the form of a commercially available high-pressure sensor in the chamber 1 on. The sonotrode is outside the entry area of the punch 3 on one side of the cavity 1.1 in the chamber 1 arranged. This allows the sonotrode and stamp 3 both exert their respective effects independently of one another and independently of one another in relation to the chamber 1 be sealed. The same applies to the arrangement of the high pressure sensor opposite the sonotrode, which is used for process monitoring.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Sonotrode mit einer Einrichtung zur definierten Einstellung des Abstandes zwischen der Spitze der Sonotrode und der Bauteiloberfläche versehen sowie zusätzlich mit einer Einrichtung zur definierten Ausrichtung der Sonotrode relativ zur Bauteiloberfläche, derart, dass die Längsachse der Sonotrode unter einem vorgebbaren Winkel auf die Bauteiloberfläche ausrichtbar ist. Dies führt im Betrieb der Vorrichtung dazu, dass eine von der Sonotrodenspitze ausgestrahlte Schallwelle unter einem vorgebbaren Winkel auf die Bauteiloberfläche auftrifft. According to the exemplary embodiment, the sonotrode is provided with a device for the defined setting of the distance between the tip of the sonotrode and the component surface, and also with a device for the defined alignment of the sonotrode relative to the component surface, such that the longitudinal axis of the sonotrode at a predeterminable angle to the Component surface can be aligned. During operation of the device, this leads to a sound wave emitted by the sonotrode tip impinging on the component surface at a predeterminable angle.

Eigene Versuche zeigen, dass für verschiedene Werkstoffe unterschiedliche Abstände und Ausrichtungen der Sonotrode vorteilhaft für die gewünschte Erhöhung der Festigkeit sind.Our own tests show that different distances and orientations of the sonotrode are advantageous for the desired increase in strength for different materials.

Die Spitze der Sonotrode ist in diesem Ausführungsbeispiel konkav ausgestaltet, wodurch die von der Sonotrode ausgestrahlte Ultraschallwelle fokussiert wird.In this exemplary embodiment, the tip of the sonotrode is designed to be concave, as a result of which the ultrasonic wave emitted by the sonotrode is focused.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Temperaturbelastung besonders geeignet zur Erhöhung der Festigkeit eines gefügten, insbesondere additiv gefertigten Bauteils. Sie ermöglichen aber auch sehr gute Verbesserungen der Festigkeit bei gedrehten, d.h. spanend hergestellten Bauteilen.The method according to the invention and the device according to the invention are particularly suitable for increasing the strength of a joined, in particular additively manufactured, component due to their comparatively low temperature load. However, they also enable very good improvements in strength in turned, i.e. machined, components.

Bevorzugte Anwendungen liegen bei der Festigkeitserhöhung von lasergesinterten Bauteilen aufgrund von deren großer Zahl von gesinterten Fügestellen, aber auch bei anderen gefügten, insbesondere geschweißten Bauteilen. Das Verfahren und die Vorrichtung sind jedoch auch bei anderweitig hergestellten Bauteilen, zum Beispiel bei trennend, insbesondere spanend, oder auch umformend hergestellten Bauteilen, zur Erhöhung der Festigkeit geeignet.Preferred applications are to increase the strength of laser-sintered components due to their large number of sintered joints, but also for other joined, in particular welded, components. However, the method and the device are also suitable for increasing the strength of components produced in other ways, for example in the case of components produced by means of separating, in particular by machining, or also by forming.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Kammerchamber
1.11.1
Hohlraum [in der Kammer]Cavity [in the chamber]
1.21.2
Innenwand [der Kammer]Inner wall [of the chamber]
22
Flüssigkeitliquid
33
Stempelrubber stamp
3.13.1
Bohrungdrilling
3.23.2
ringförmige Wandung [der Bohrung 3.1]annular wall [of the bore 3.1 ]
3.33.3
Bohrungdrilling
3.43.4
Verschluss [der Bohrung 3.3]Closure [of the bore 3.3 ]
44th
Einrichtung zur Einbringung von UltraschallDevice for introducing ultrasound

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 000068906698 T2 [0001, 0006]DE 000068906698 T2 [0001, 0006]

Claims (6)

Verfahren geeignet zur Erhöhung der Festigkeit eines gefügten oder additiv gefertigten Bauteils mittels Einwirkung eines isostatischen Druckes, bei dem das Bauteil in eine mit einer Flüssigkeit (2) gefüllte Kammer (1) eingebracht und diese mit einem isostatischen Druck von mehr als 200 MPa beaufschlagt wird, wobei die Temperatur der Flüssigkeit zwischen 0°C und 200°C liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (2) zusätzlich mit Ultraschall beaufschlagt wird.Process suitable for increasing the strength of a joined or additively manufactured component by means of the action of an isostatic pressure, in which the component is introduced into a chamber (1) filled with a liquid (2) and this is subjected to an isostatic pressure of more than 200 MPa, wherein the temperature of the liquid is between 0 ° C and 200 ° C, characterized in that the liquid (2) is additionally acted upon with ultrasound. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der isostatische Druck mehr als 500 MPa, vorzugsweise mehr als 700 MPa beträgt und/oder, dass die Temperatur der Flüssigkeit (2) zwischen 50°C und 120° C liegt und/oder, dass die kinematische Viskosität der Flüssigkeit (2) in diesem Druckbereich und diesem Temperaturbereich der Flüssigkeit zwischen 10 und 60 mm2/s liegt und/oder dass der Ultraschall eine Frequenz zwischen 10 und 100 kHz aufweist und/oder dass die Ultraschallbeaufschlagung für einen Zeitraum von mehr als 2 min, vorzugsweise mehr als 10 min, durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 characterized in that the isostatic pressure is more than 500 MPa, preferably more than 700 MPa and / or that the temperature of the liquid (2) is between 50 ° C and 120 ° C and / or that the kinematic viscosity of the liquid ( 2) in this pressure range and this temperature range of the liquid between 10 and 60 mm 2 / s and / or that the ultrasound has a frequency between 10 and 100 kHz and / or that the ultrasound exposure for a period of more than 2 min, preferably more than 10 min. Vorrichtung geeignet zur Erhöhung der Festigkeit eines gefügten oder additiv gefertigten Bauteils mittels Einwirkung eines isostatischen Druckes, mit einer zur Aufnahme des Bauteils geeigneten Kammer (1), die für einen Druck bis zu 1000 MPa und für eine Temperatur bis zu 500 °C ausgelegt ist und die mit einer zur Vermittlung des isostatischen Drucks auf das Bauteil geeigneten Flüssigkeit (2) gefüllt ist, und mit einer Einrichtung zur Einbringung des Drucks dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall (4) in die Kammer (1) aufweist.Device suitable for increasing the strength of a joined or additively manufactured component by means of the action of an isostatic pressure, with a chamber (1) suitable for receiving the component, which is designed for a pressure of up to 1000 MPa and for a temperature of up to 500 ° C and which is filled with a liquid (2) suitable for imparting the isostatic pressure on the component, and with a device for introducing the pressure, characterized in that it additionally has a device for introducing ultrasound (4) into the chamber (1). Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (2) in diesem Druckbereich und in diesem Temperaturbereich eine kinematische Viskosität zwischen 10 und 60 mm2/s aufweist, und/oder dass die Einrichtung zur Einbringung von Ultraschall (4) als Sonotrode ausgestaltet ist, deren Eigenfrequenz zwischen 10 und 100 kHz liegt, und/oder dass die Vorrichtung zusätzlich eine Einrichtung zur Messung des Drucks in der Kammer (1) aufweist.Device according to Claim 3 characterized in that the liquid (2) in this pressure range and in this temperature range has a kinematic viscosity between 10 and 60 mm 2 / s, and / or that the device for introducing ultrasound (4) is designed as a sonotrode whose natural frequency is between 10 and 100 kHz, and / or that the device additionally has a device for measuring the pressure in the chamber (1). Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (1) ausgestaltet ist als zylinderförmiger Hohlraum (1.1), der mit einem in die Kammer einführbaren Stempel (3) verschließbar ist, der an der Innenwand (1.2) des Hohlraums (1.1) gleitend anliegt, wobei der Stempel (3) an seinem dem Hohlraum (1.1) zugewandten Ende eine axialsymmetrische Bohrung (3.1) aufweist, die so ausgestaltet ist, dass eine ringförmige Wandung (3.2) verbleibt, welche senkrecht zur Innenwand (1.2) der Kammer (1) eine geringere Ausdehnung aufweist als parallel zu dieser.Device according to Claim 3 or 4th characterized in that the chamber (1) is designed as a cylindrical cavity (1.1) which can be closed with a plunger (3) which can be introduced into the chamber and which rests slidingly on the inner wall (1.2) of the cavity (1.1), the plunger (3) at its end facing the cavity (1.1) has an axially symmetrical bore (3.1) which is designed so that an annular wall (3.2) remains, which has a smaller dimension perpendicular to the inner wall (1.2) of the chamber (1) than parallel to this. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (3) eine weitere Bohrung (3.3) aufweist, die von seinem dem Hohlraum (1.1) zugewandten Ende bis aus der Kammer (1) herausreicht, und mit einem Verschluss (3.4) verschließbar ausgestaltet ist.Device according to Claim 5 characterized in that the punch (3) has a further bore (3.3) which extends from its end facing the cavity (1.1) out of the chamber (1) and is designed to be closable with a closure (3.4).
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Representative=s name: THUM, MOETSCH, WEICKERT PATENTANWAELTE PARTG M, DE

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