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Additive Fertigung Prozessbeobachtung und Fehlerdetektion in der additiven Fertigung

Von Silke Gemmingen, IDS Imaging Development Systems GmbH 5 min Lesedauer

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IDS Imaging Development Systems GmbH
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Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen von Metallen (PBF-LB/M) ermöglicht hochkomplexe und leistungsfähige Metallbauteile mit maßgeschneiderten Material- und Funktionseigenschaften herzustellen. Welche Parameter die Prozessstabilität und -effizienz erhöhen können, untersuchen Studierende und wissenschaftliche Mitarbeitende des Laser-Applikations-Zentrum (LAZ) der Hochschule Aalen in einem aktuellen Forschungsprojekt.

Die Videosequenz / Abbildung zeigt den schichtweisen PBF-LB/M-Prozess bei unterschiedlichen Laserparametern, aufgenommen mit der U3-3040CP-C-HQ Rev.2.2 von IDS unter Verwendung der Software IDS peak.(Bild: Hochschulen Aalen)
Die Videosequenz / Abbildung zeigt den schichtweisen PBF-LB/M-Prozess bei unterschiedlichen Laserparametern, aufgenommen mit der U3-3040CP-C-HQ Rev.2.2 von IDS unter Verwendung der Software IDS peak.
(Bild: Hochschulen Aalen)

Eine zentrale Herausforderung beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen von Metallen besteht in der präzisen Analyse des schichtweisen Laser-Schmelzprozesses, da dieser maßgeblich die Bauteilqualität bestimmt. Um die Prozessstabilität und -effizienz zu erhöhen untersuchen Studierende und wissenschaftliche Mitarbeitende des Laser-Applikations-Zentrum (LAZ) der Hochschule Aalen im Kontext einer Hochgeschwindigkeitsprozessregelung mit Temperaturrückführung Phänomene wie Spritzer- und Schmauchbildung, das Erstarrungsverhalten sowie die sichere Bewegung mechanischer Komponenten während der additiven Fertigung. Um fundierte Rückschlüsse auf die Bauteilqualität ziehen zu können, analysieren die Projektteilnehmer zudem die umgeschmolzene Bauteilschichtgeometrien und detektieren potenzielle Fehler in den Pulverschichten. Dabei werden sie von zwei leistungsstarken USB3 Industriekameras von IDS Imaging Development Systems unterstützt.

Zwei IDS Industriekameras liefern die nötigen Bildinformationen

Die beiden unterschiedlichen Aufgaben erfordern verschiedene Kameramodelle. „Für die globale, dynamische Beobachtung des PBF-LB/M-Prozesses wie z.B. von Spritzern oder der Schmauchbildung, verwenden wir ein Modell aus der USB3 uEye CP Kamerafamilie. Für die statische, hochaufgelöste Identifikation von Anomalien innerhalb der Pulverschichten sowie in den umgeschmolzenen Bauteilschichtgeometrien, kommt eine USB3 uEye Kamera aus der SE-Serie zum Einsatz“, erklärt David Kolb, wissenschaftlicher Mitarbeiter des LAZ.

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