Herausforderung
Generative Fertigungsverfahren halten mehr und mehr Einzug in industrielle Anwendungsfelder. Durch eine Vielzahl an Einflussparametern können bei Schwankungen dieser Paramter Prozessstörungen bzw. Abweichungen der Bauteilqualität die Folge sein. Aufgrund der teils langen Prozesslaufzeiten kommt einer In-Prozess-Überwachung von Fertigungsschritten im Schichtaufbau hier eine große Bedeutung zu.
Lösung
Die Selective-Laser-Melting (SLM-) Anlage der Modellfabrik Prozessdaten zur additiven Fertigung metallischer Bauteile und Komponenten mit komplexer Geometrie verfügt über ein in den Bauraum integriertes Kamerasystem. Dieses Kamerasystem wird konventionell zur verbesserten Visualisierung von Rüst- und Entnahmeprozessen sowie zur allgemeinen visuellen Betrachtung des Arbeitsablaufes eingesetzt.
Basierend auf diesem Kamerasystem hat die Modellfabrik Prozessdaten eine Demonstratorlösung entwickelt, um im Fertigungsprozess frühzeitig Prozessabweichungen wie bspw. Inhomogenitäten des Pulvermaterials, mangelnde Anbindungen des Bauteils an die Supportstruktur oder abweichende Laser- und Raumklimaparameter zu erkennen und darauf zu reagieren.
Dies erfolgt durch eine optische Erkennung des Schichtaufbaus im Bearbeitungsraum. Die Qualitätsüberwachung basiert hierbei auf der Detektion von Farbveränderungen in der Schichtstruktur und einem Soll-Ist-Abgleich mit vorgegebenen Parametern. Laser- und Raumklimaparameter werden mit in der Anlage integrierten Sensoren erfasst.
So können frühzeitig konkrete Anpassungen der Prozessparameter vorgenommen, Abbruchkriterien definiert und die Auswirkungen für nachfolgende Prozessschritte erkannt werden. Hierdurch wird die Integrationsfähigkeit generativer Fertigungsprozesse in konventionelle (spanende) Prozessabläufe maßgeblich verbessert.
Vorteile dieser Lösung
- Kontinuierliche Prozessüberwachung
- Steigerung der Bearbeitungsqualität
- Reduzierung der Fertigungszeiten
- Verbesserte Integration generativer Fertigungsverfahren in konventionelle Prozessketten