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Dissertations / Theses on the topic 'Selektives Laserschmelzen'

Author: Grafiati

Published: 4 June 2021

Last updated: 4 February 2022

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1

Sander, Jan. "Selektives Laserschmelzen hochfester Werkzeugstähle." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2018. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-234667.

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Abstract:

Das selektive Laserschmelzen (SLM) erlaubt komplexe Geometrien zu fertigen, die, z. B. in Form von integrierten Kühlkanälen, bei Werkzeugen von großer Bedeutung sind. Aktuell werden in der Industrie hauptsächlich Aluminium-, Stahl-, Titan-, Nickel- und Kobaltchromlegierungen mit SLM verarbeitet. Für die additive Fertigung sind Stähle interessant, die besondere Eigenschaften aufweisen. So wird für Konstruktionsbauteile größtenteils korrosionsbeständiger Stahl verwendet. Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Herstellung von Werkzeugen. Die besonderen Ansprüche an die mechanischen Eigenschaften, die für Werkzeuge benötigt werden, erfüllen die Werkzeugstähle. Durch die Neigung zu Rissbildung und Verzug resultiert eine herausfordernde Verarbeitbarkeit im SLM-Prozess. Werkzeugstähle wurden bisher auf Grund dieser Herausforderungen selten mit SLM prozessiert. Es besteht daher ein großer Bedarf die Zusammenhänge zwischen dem Prozess, der Verarbeitbarkeit, dem entstehenden Gefüge und den resultierenden Eigenschaften aufzuklären. In dieser Arbeit werden die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften dreier hochfester Stahllegierungen, verarbeitet im SLM-Prozess, untersucht. Eine Legierungsentwicklung, speziell auf die Anforderungen des SLM-Prozesses zugeschnitten, ermöglicht, das volle Potenzial des SLM-Prozesses auszuschöpfen. Die Verarbeitbarkeit der neu entwickelten Legierung im SLM-Prozess konnte erfolgreich gegenüber den Ausgangslegierungen verbessert werden.

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2

Sander, Jan [Verfasser], Jürgen [Akademischer Betreuer] Eckert, and Christoph [Gutachter] Leyens. "Selektives Laserschmelzen hochfester Werkzeugstähle / Jan Sander ; Gutachter: Christoph Leyens ; Betreuer: Jürgen Eckert." Dresden : Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2018. http://d-nb.info/1156851483/34.

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3

Sander, Jan [Verfasser], Jürgen Akademischer Betreuer] Eckert, and Christoph [Gutachter] [Leyens. "Selektives Laserschmelzen hochfester Werkzeugstähle / Jan Sander ; Gutachter: Christoph Leyens ; Betreuer: Jürgen Eckert." Dresden : Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2018. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-234667.

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4

Schwab, Holger [Verfasser], Uta Akademischer Betreuer] Kühn, Jürgen [Gutachter] [Eckert, and Christoph [Gutachter] Leyens. "Selektives Laserschmelzen der Legierung Ti-5553 / Holger Schwab ; Gutachter: Jürgen Eckert, Christoph Leyens ; Betreuer: Uta Kühn." Dresden : Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2018. http://d-nb.info/1226813186/34.

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5

Gustmann, Tobias [Verfasser], Jürgen [Gutachter] Eckert, Jürgen [Akademischer Betreuer] Eckert, Christoph [Gutachter] Leyens, and Simon [Akademischer Betreuer] Pauly. "Selektives Laserschmelzen von Kupfer-Basis-Formgedächtnislegierungen / Tobias Gustmann ; Gutachter: Jürgen Eckert, Christoph Leyens ; Jürgen Eckert, Simon Pauly." Dresden : Technische Universität Dresden, 2018. http://d-nb.info/1226895883/34.

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6

Brenne, Florian [Verfasser]. "Selektives Laserschmelzen metallischer Materialien : Einfluss von Prozessparametern und Miniaturisierung auf Mikrostruktur und mechanisches Verhalten geometrisch komplexer Strukturen / Florian Brenne." Kassel : Kassel University Press, 2018. http://d-nb.info/1173639004/34.

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7

Lüder, Stephan, Marcel Graf, Birgit Awiszus, Thoufeili Taufek, and Yupiter HP Manurung. "Methoden und Herausforderungen bei der numerischen Simulation des selektiven Laserschmelzens (SLM)." Technische Universität Chemnitz, 2019. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A34096.

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Abstract:

Additive Fertigungsverfahren stellen in den letzten Jahren einen Megatrend dar, da sich mit diesen Verfahren endkonturnahe Werkstücke mit hohem Materialausnutzungsgrad herstellen lassen. Die auch als 3D-Druck bekannt gewordenen additiven Fertigungsverfahren sind jedoch nicht auf die Prototypenfertigung aus Kunststoffen begrenzt. Beim selektiven Laserschmelzen werden metallische Werkstoffe im Pulverbettverfahren mittels Laserstrahl aufgeschmolzen und somit schichtweise aufgebaut. Das Verfahren findet bereits in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, aber auch in der Automobilindustrie und im Maschinenbau Anwendung für Prototypen, Einzelanfertigungen oder Kleinstserien. Des Weiteren ermöglicht es auch die Herstellung von Werkstücken mit besonders hoher Komplexität, die mit spanenden Verfahren nicht herstellbar sind, und bietet dadurch neue Gestaltungsmöglichkeiten bei der Konstruktion. Innerhalb des Vortrags werden nach der Vorstellung des Verfahrens verschiedene Methoden zur numerischen Simulation des selektiven Laserschmelzens von Edelstahl (1.4404) am Beispiel der kommerziellen Software Simufact Additive erläutert. Dazu werden der mechanische und thermo-mechanische Lösungsansatz betrachtet sowie die Methode zur Kalibrierung der Simulationen erläutert. Die Erläuterung eines voll transienten thermo-mechanischen Ansatzes erfolgt unter Verwendung der Software MSC Marc. Des Weiteren wird der Einfluss der Orientierung des Werkstücks im Herstellungsprozess auf resultierende Spannungen, Verzug sowie mechanische Eigenschaften analysiert und mit experimentellen Untersuchungen untersetzt.

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8

Zhu, Yi, Shuai Wang, Chao Zhang, and Huayong Yang. "Am-driven design of hydraulic manifolds: enhancing fluid flow and reducing weight." Technische Universität Dresden, 2020. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A71084.

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Abstract:

Selective laser melting (SLM), one type of metal additive manufacturing (AM) technology, uses a highintensity laser to selectively melt pre-spread metal powders by a layer-on-layer manner. The technology does not only provide a new way of manufacturing but also innovates product design methodology. In this study, a hydraulic block manifold is designed and manufactured using SLM. In this paper, we present an AM-driven design approach of hydraulic manifolds based on a case study. The target is not only to reduce weight but also to enhance fluid flow by optimizing fluid path to reduce pressure drop. The novelty of the research includes developing a design approach of hydraulic manifolds using SLM with a particular focus on fluid flow. Compared to the traditional hydraulic manifold, the weight of the new SLMed hydraulic manifold was reduced by more than 80%, size by half. Pressure loss of the main functional oil circuit was reduced by 31%, illustrating that the new hydraulic manifold design simultaneously achieves lightweight and high performance. This study contributes to providing theoretical guidance to the design of additively manufactured hydraulic components with high performance.

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9

Prashanth, K. G., B. Debalina, Z. Wang, P. F. Gostin, A. Gebert, M. Calin, U. Kühn, M. Kamara, S. Scudino, and J. Eckert. "Tribological and corrosion properties of Al–12Si produced by selective laser melting." Cambridge University Press, 2014. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A39056.

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Abstract:

The effect of annealing on the tribological and corrosion properties of Al–12Si samples produced by selective laser melting (SLM) is evaluated via sliding and fretting wear tests and weight loss experiments and compared to the corresponding material processed by conventional casting. Sliding wear shows that the as-prepared SLM material has the least wear rate compared to the cast and heat-treated SLM samples with abrasive wear as the major wear mechanism along with oxidation. Similar trend has also been observed for the fretting wear experiments, where the as-prepared SLM sample displays the minimum wear loss. On the other hand, the acidic corrosion behavior of the as-prepared SLM material as well as of the cast samples is similar and the corrosion rate is accelerated by increasing the heat treatment temperature. This behavior is due to the microstructural changes induced by the heat treatment, where the continuous network of Si characterizing the as-prepared SLM sample transforms to isolated Si particles in the heat-treated SLM specimens. This shows that both the wear and corrosion behaviors are strongly associated with the change in microstructure of the SLM samples due to the heat-treatment process, where the size of the hard Si particles increases, and their density decreases with increasing annealing temperature.

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10

Zhu, Yi, Lei Zhou, Lei Zhang, Cong Zhao, Zimu Wang, and Huayong Yang. "Assessment of friction loss to horizontally built fluid passages using additive manufacturing." Technische Universität Dresden, 2020. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A71081.

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Abstract:

Selective laser melting (SLM), is a type of additive manufacturing, which selectively melts a pre-spread layer of metal powders and produce a part by a layer-on-layer manner. SLM has demonstrated a great potential to reduce size and weight in hydraulic manifolds. However, a theoretical base is lacking since friction loss is unclear in a SLMed fluid passage. In this study, various fluid passages without supports, from diameters from 4 mm to 16 mm, were produced horizontally using SLM. The profile was measured using a 3D scanner and surface roughness was measured using a confocal laser scanning microscope. Friction factor was studied using simulation, experiments, and classical theory. The hydraulic diameter of the SLMed passages is smaller than the design diameter. Surface roughness is extremely high on the top part of the inner wall while the rest part is around 10 μm. Such trends are irrelevant of passage diameters. Friction factors in SLMed passage is much larger than those predicted using Moody theory, particularly in laminar flow. The transition from laminar flow to turbulent flow appears at a smaller Reynolds number with increased passage diameter. The influence of the profile overweighs that of the surface roughness on friction factor.

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11

Koopmann, Julian [Verfasser]. "Multimaterialdruck von integrierten elektrischen Strukturen mittels selektivem Laserschmelzen / Julian Koopmann." Kassel : Kassel University Press, 2019. http://d-nb.info/1206953969/34.

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12

Ladewig, Alexander [Verfasser]. "Optische Tomographie : Online Prozessüberwachung für das selektive Laserschmelzen / Alexander Ladewig." Düren : Shaker, 2019. http://d-nb.info/1198600632/34.

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13

Stoffregen, Hanns Alexander [Verfasser]. "Strukturintegration piezoelektrischer Vielschichtaktoren mittels selektiven Laserschmelzens / Hanns Alexander Stoffregen." Aachen : Shaker, 2015. http://d-nb.info/1080762078/34.

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14

Holfelder, Peter Josef [Verfasser]. "Numerische Modellierung des selektiven Laserschmelzens der Titanlegierung Ti-6Al-4V / Peter Josef Holfelder." München : Verlag Dr. Hut, 2018. http://d-nb.info/1172581894/34.

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15

Attar, H., M. Bönisch, M. Calin, L. C. Zhang, K. Zhuravleva, A. Funk, S. Scudino, C. Yang, and J. Eckert. "Comparative study of microstructures and mechanical properties of in situ Ti–TiB composites produced by selective laser melting, powder metallurgy, and casting technologies." Cambridge University Press, 2014. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A39023.

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Abstract:

This study presents results of selective laser melting (SLM), powder metallurgy (PM), and casting technologies applied for producing Ti–TiB composites from Ti–TiB₂ powder. Diffraction patterns and microstructural investigations reveal that chemical reaction occurred between Ti and TiB₂ during all the three processes, leading to the formation of Ti–TiB composites. The ultimate compressive strength of SLM-processed and cast samples are 1421 and 1434 MPa, respectively, whereas the ultimate compressive strengths of PM-processed 25%, 29%, and 36% porous samples are 510, 414, and 310 MPa, respectively. The Young’s moduli of porous composite samples are 70, 45, and 23 GPa for 25%, 29%, and 36% porosity levels, respectively, and are lower than those of SLM-processed (145 GPa) and cast (142 GPa) samples. Fracture analysis of the SLM-processed and cast samples shows shear fracture and microcracks across the samples, whereas failure of porous samples occurs due to porosities and weak bonds among particles.

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Geenen, Karina [Verfasser], Werner [Gutachter] Theisen, and Christoph [Gutachter] Escher. "Werkstofftechnische Charakterisierung austenitischer und martensitischer Stähle nach dem selektiven Laserschmelzen : Bildung der Mikrostruktur und Eigenschaften / Karina Geenen ; Gutachter: Werner Theisen, Christoph Escher ; Fakultät für Maschinenbau." Bochum : Ruhr-Universität Bochum, 2018. http://d-nb.info/1165304732/34.

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17

Sander, Jan. "Selektives Laserschmelzen hochfester Werkzeugstähle." Doctoral thesis, 2017. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A30913.

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Abstract:

Das selektive Laserschmelzen (SLM) erlaubt komplexe Geometrien zu fertigen, die, z. B. in Form von integrierten Kühlkanälen, bei Werkzeugen von großer Bedeutung sind. Aktuell werden in der Industrie hauptsächlich Aluminium-, Stahl-, Titan-, Nickel- und Kobaltchromlegierungen mit SLM verarbeitet. Für die additive Fertigung sind Stähle interessant, die besondere Eigenschaften aufweisen. So wird für Konstruktionsbauteile größtenteils korrosionsbeständiger Stahl verwendet. Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Herstellung von Werkzeugen. Die besonderen Ansprüche an die mechanischen Eigenschaften, die für Werkzeuge benötigt werden, erfüllen die Werkzeugstähle. Durch die Neigung zu Rissbildung und Verzug resultiert eine herausfordernde Verarbeitbarkeit im SLM-Prozess. Werkzeugstähle wurden bisher auf Grund dieser Herausforderungen selten mit SLM prozessiert. Es besteht daher ein großer Bedarf die Zusammenhänge zwischen dem Prozess, der Verarbeitbarkeit, dem entstehenden Gefüge und den resultierenden Eigenschaften aufzuklären. In dieser Arbeit werden die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften dreier hochfester Stahllegierungen, verarbeitet im SLM-Prozess, untersucht. Eine Legierungsentwicklung, speziell auf die Anforderungen des SLM-Prozesses zugeschnitten, ermöglicht, das volle Potenzial des SLM-Prozesses auszuschöpfen. Die Verarbeitbarkeit der neu entwickelten Legierung im SLM-Prozess konnte erfolgreich gegenüber den Ausgangslegierungen verbessert werden.

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Gustmann, Tobias. "Selektives Laserschmelzen von Kupfer-Basis-Formgedächtnislegierungen." Doctoral thesis, 2018. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A32312.

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Abstract:

Kupferbasierte Legierungen mit Formgedächtniseffekt (z.B. Cu-Al-Ni-Mn) sind vergleichsweise kostengünstige Vertreter im Bereich der Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen mit vielversprechenden Umwandlungseigenschaften. Üblicherweise werden diese über konventionelle schmelzmetallurgische Prozesse hergestellt und dann einer thermomechanischen Behandlung unterzogen. Für die vorliegende Arbeit wurden die Formgedächtnislegierungen Cu-11.85Al-3.2Ni-3Mn und Cu-11,35Al-3,2Ni-3Mn-0,5Zr (m-%) unter Nutzung des selektiven Laserschmelzens (Selective Laser Melting – SLM) verarbeitet und Bauteile, nach einer Optimierung der Prozessparameter, mit einer hohen relativen Dichte (ca. 99%) hergestellt. Anschließend wurde der Einfluss des Energieeintrags, eines zusätzlichen Umschmelzschrittes (Mehrfachbelichtung) und einer Substratheizung auf das Gefüge, das Umwandlungsverhalten, die mechanischen Eigenschaften und die Rückverformung (Zweiweg-Effekt, Pseudoelastizität) untersucht. Zum Vergleich wurden weitere Probenkörper mittels Rascherstarrung der Schmelze hergestellt. Besonders die Korngröße und die thermische Stabilisierung der unterschiedlichen Phasen wirken sich unmittelbar auf die Umwandlungstemperaturen sowie das Rückverformungsverhalten aus. Durch die Nutzung des selektiven Laserschmelzens ergeben sich neue Möglichkeiten bei der Herstellung von endkonturnahen sowie geometrisch komplexen Bauteilen mit Formgedächtniseffekt. Zudem können die Gefüge, und damit die Umwandlungseigenschaften des Materials, bereits während der Herstellung eingestellt werden.

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Schwab, Holger. "Selektives Laserschmelzen der Legierung Ti-5553." Doctoral thesis, 2017. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A31162.

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Abstract:

Das Anwendungsfeld der Luft- und Raumfahrtindustrie kennzeichnet sich durch eine konstante Nachfrage nach Materialien mit einer hohen spezifischen Festigkeit. Die metastabile Beta-Titanlegierung Ti-5553 ist ein aussichtsreicher Werkstoffkandidat, um der Forderung nach geringer Dichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit gerecht zu werden. Bereits jetzt findet er Anwendung in strukturell-belasteten Bereichen. Der Herstellungsprozess für die dafür verwendeten Bauteile ist charakterisiert durch einen oftmals materialintensiven Zerspanungsprozess zur Erzeugung der gewünschten Geometrie und eine mehrstufige und zeitintensive Wärmebehandlung zur Einstellung des gewünschten Gefüges sowie den damit verbundenen Eigenschaften. Durch den Einsatz des selektiven Laserschmelzens (SLM) als Vertreter der additiven Fertigungsverfahren sollen diese zwei Problemstellungen adressiert werden. Einerseits wäre es möglich, durch den schichtweisen Aufbau der Bauteile, komplexe Geometrien endkonturnah zu fertigen und damit den Zerspanungsprozess zu minimieren. Andererseits können durch die im SLM-Prozess auftretenden hohen Erstarrungsraten metastabile Gefügezustände geschaffen werden. Daher besteht großes Interesse daran, die Verknüpfung von Prozessbedingungen und dem entstehenden Gefüge zu untersuchen und zu verstehen. Das Prozessieren und Optimieren der Legierung Ti-5553 auf das Verfahren des selektiven Laserschmelzens stellen den Ausgangspunkt dieser Arbeit dar. Durch die anschließende Variation der Belichtungsstrategie beziehungsweise der Anwendung einer Substratheizung konnten Korngröße sowie Textur respektive Phasenbildung im Gefüge beeinflusst werden. Somit war es möglich das Potenzial des selektiven Laserschmelzens aufzuzeigen, indem durch Prozessparameter Bauteileigenschaften während des Herstellungsprozesses aktiv beeinflusst werden. Die Analyse der hergestellten Proben umfasste eine tief greifende Gefügeanalyse sowie die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften.

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20

Wilkes, Jan Ingo [Verfasser]. "Selektives Laserschmelzen zur generativen Herstellung von Bauteilen aus hochfester Oxidkeramik / vorgelegt von Jan Ingo Wilkes." 2009. http://d-nb.info/999634143/34.

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21

Wang, Pei. "Al-3.5Cu-1.5Mg-1Si alloy and related materials produced by selective laser melting." Doctoral thesis, 2018. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A31870.

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Abstract:

Selective laser melting (SLM) is an additive manufacturing technology. In this thesis, a heat-treatable Al-3.5Cu-1.5Mg-1Si alloy and related materials (composites and hybrid materials) have been successfully fabricated by selective laser melting and characterized in terms of densification, microstructure, heat treatment, mechanical properties as well as tribological and corrosion behavior. Firstly, the fully dense SLM Al-Cu-Mg-Si alloy was fabricated by SLM successfully. The alloy shows a higher yield strength than SLM Al-12Si alloy, and lower wear resistance and corrosion rate than commercial 2024 alloy before and after T6 heat treatment. Secondly, with the aim of designing new alloy compositions and to examine the phases and microstructures of SLM Al-Cu alloys and to correlate their microstructures with the observed mechanical properties, Al-xCu (x = 4.5, 6, 20, 33 and 40 wt. %) alloys have been synthesized in-situ by SLM from mixtures of Al-4.5Cu and Cu powders. The results indicate that the insufficient Cu solute diffusion during the layer-by-layer processing results in an inhomogeneous microstructure around the introduced Cu powders. With increasing Cu content, the Al2Cu phase in the alloys increases improving the strength of the material. These results show that powder mixtures can be used for the synthesis of SLM composites but the reaction between the matrix and the second-phase should be considered carefully. Thirdly, the TiB2/Al-Cu-Mg-Si composite was also designed and fabricated successfully by SLM and it shows a higher strength than the unreinforced SLM alloy before and after T6 heat treatment. Finally, an Al-12Si/Al-3.5Cu-1.5Mg-1Si hybrid with a good interface was fabricated successfully. This hybrid alloy shows a good yield strength and elongation at room temperature, indicating an effective potential of selective laser melting in the field of hybrid manufacturing.

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