Nach ihrem Bachelorstudium im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen hat sich Malin K?hnlein entschlossen, den Master im Studiengang Produktionstechnik-Verfahrenstechnik drauf zu setzen. Sie mag Vielseitigkeit, und bezieht den Begriff nicht nur auf ihr Studium, sondern beschreibt damit auch die Legierung, mit der sie sich in ihrer Masterarbeit besch?ftigt hat: "Vergleichende Analyse der thermischen Prozessfenster verschiedener Schnellerstarrungsverfahren am Beispiel einer Aluminium-Kupfer-Legierung", lautet der Titel ihrer Arbeit.
Die Erstarrung einer Metallschmelze pr?gt die Gefügeeigenschaften des sp?ter entstehenden Werkstoffes. Durch die Anwendung von Schnellerstarrungsverfahren k?nnen heutzutage ultrafeine Gefügestrukturen erzeugt werden. "Je schneller die Abkühlung, desto feiner ist das Gefüge", erkl?rt Malin im Gespr?ch. Bekannte Beispiele sind dabei die Herstellung von Metallpulvern und –partikeln durch Zerst?ubungsprozesse bzw. Einzeltropfengeneratoren. Da Malin K?hnlein im Verlauf ihres Studiums eine Vorlesung bei Nils Ellendt belegt hatte, wusste sie, dass es im Teilprojekt U01 genau so einen Einzeltropfengenerator gibt. Hier hat sie einen Teil ihrer Versuche dann auch durchgeführt und ihre AlCu-Tropfen durch einen gezielten Tropfenaufprall abgekühlt. Hierfür hat sie kurze Fallstrecken gew?hlt, damit die Tropfen mit nur geringer Geschwindigkeit auf eine Kupferplatte aufprallen und sich dabei etwa die Form einer Halbkugel einstellt. Dieser Aufprallmodus ist neu gegenüber dem ?Splat quenching“, bei dem der Tropfen teilweise zerspritzt und nach dem Aufprall eine sehr flache, unregelm??ige und gezackte Form aufweist.
Ein weiteres Schnellerstarrungsverfahren zur Herstellung von endformnahen Bauteilen bietet die additive Fertigung mittels SLM (selektives Laserschmelzen). Die Findung und Optimierung neuer Legierungen für dieses Verfahren ist zum heutigen Stand der Technik jedoch besonders aufw?ndig, da das komplexe Zusammenspiel zwischen Pulvereigenschaften, Legierung und Prozessführung zu berücksichtigen ist. Hier hat Malin sowohl konventionell hergestellte Partikel aus einem Zerst?ubungsprozess und etwa zehnmal gr??ere Partikel aus einem Einzeltropfengenerator in Anlehnung an den SLM-Prozess mithilfe eines Lasers auf einem Substrat aufgeschmolzen, erstarrt und die resultierenden Mikrostrukturen verglichen. Hier hat sie Prozessfenster ermittelt, um an den deutlich einfacher herstellbaren Partikeln aus dem Einzeltropfenprozess Verarbeitbarkeitseigenschaften zu ermitteln, die sich auf das Pulver übertragen lassen.
Ein Teil ihrer Ergebnisse kann nun in die Forschung zur Entwicklung eines neuen Hochdurchsatzverfahrens zur Evaluierung neuer Legierungen für die Additive Fertigung einflie?en. Mit dieser Arbeit konnte für eine Legierung erste Schritte in diese Richtung unternommen werden. Die Publikation der Arbeit in einem peer-reviewten Journal ist bereits in Planung, was Malin zu Recht ein wenig stolz macht.
