Additiv gefertigtes Titanbauteil für Airbus A350 XWB

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Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Bechtle PLM Deutschland GmbH

CONCEPT Laser GmbH

Oberflächenbehandlungen erhöhen die Dauerfestigkeit der additiv gefertigten Teile

„Gegenwärtige Grenzen der Technik sind durch die Kompromisse bei der Oberflächengüte gegeben, die allerdings vergleichbar mit denen von Gussbauteilen sind“, so Prof. Dr.-Ing. Emmelmann. Diese Phänomene bringen z.B. bei Titan eine erhebliche Reduktion der Dauerfestigkeit mit sich. Gerade diese Kenngröße ist für hochbelastete Strukturbauteile im Flugzeugbau essenziell. Berücksichten muss man hier die hohen Belastungen, denen Flugzeuge in ihrem extrem langen Lebenszyklus (>30 Jahre) ausgesetzt sind. Durch nachgelagerte Oberflächenbehandlungen, wie z.B. das Mikrostrahlen, sowie eine korrekte Wärmebehandlung kann die Dauerfestigkeit aber signifikant gesteigert werden. Prof. Dr.-Ing. Emmelmann: „Im Ergebnis werden die Werte eines gewalzten Materials erreicht.“

Qualitätsicherung für wiederholgenauen Laserschmelz-Prozess

Für Flugzeugbauer ist die Kontrolle während der Aufbau-phase des Bauteils einer der wichtigsten Industrialisierungsbausteine. Peter Sander: „Das Inline-Process-Monitoring mit dem QM-Modul QM-Meltpool von Concept Laser bedeutet in der Praxis: Auf einer sehr kleinen Fläche von 1 mm² überwacht das System mittels Kamera und Foto-Diode den Prozess. Anschließend wird der Prozess dokumentiert.“ Die Module QM-Meltpool, QM-Coating, QM-Atmosphere, QM-Powder und QM-Laser sind die wesentlichen Instrumente der aktiven Qualitätssicherung, während das Bauteil hergestellt wird. Sie messen die Laserleistung, das Schmelzebad, den Schichtaufbau des Metallpulvers und überwachen bzw. dokumentieren den gesamten Herstellprozess lückenlos. Ein weiteres Kennzeichen in puncto Qualitätssicherung ist das Arbeiten im geschlossenen System, um einen staub- und kontaminationsfreien Prozess zu gewährleisten. Alle Störeinflüsse, die sich auf den Prozess negativ auswirken könnten, sollen so ausgeschaltet werden. Frank Herzog dazu: „Wir können heute von einem geregelten, wiederholgenauen und prozesssicheren Herstellverfahren sprechen.“ Prof. Dr.-Ing. Emmelmann unterstreicht: „Die QS-Software ermöglicht es uns, wichtige Daten wie Laserparameter, Schmelzepool-Verhalten, sowie die Zusammensetzung der Schutzgasatmosphäre zu überwachen und zu dokumentieren. Störgrößen durch Kontaminierung können ausgeblendet werden. In einem aktuellen Forschungsprojekt entwickeln wir ein Qualitätssicherungskonzept, welches unter anderem auf optischer Kohärenztomografie basiert.“ (qui)

Euromold 2014: Halle 11.0, Stand D66

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