Inkrementelle In-Line Prüftechnik für die additive Fertigung (C04)

Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung - Teilprojekt

Details zum übergeordneten Gesamtprojekt

Titel des Gesamtprojektes: SFB 814: Additive Fertigung
Sprecher/in des Gesamtprojekts:
Prof. Dr.-Ing. Dietmar Drummer (Lehrstuhl für Kunststofftechnik)


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr.-Ing. Tino Hausotte
Prof. Dr.-Ing. Dietmar Drummer

Projektbeteiligte:
Martin Heinl
Bogdan Galovskyi

Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Kunststofftechnik
Lehrstuhl für Qualitätsmanagement und Fertigungsmeßtechnik
Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik
Sonderforschungsbereich 814 Additive Fertigung

Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
Projektstart: 01.07.2011
Projektende: 30.06.2019


Abstract (fachliche Beschreibung):


Die Qualität von SLM-gefertigten Bauteilen (englisch: Selective Laser Melting, Abk. SLM) wird von vielen unterschiedlichen Faktoren beeinflusst. Schwindung, Verzug, Lunker und Materialeinschlüsse, sowie Schwankungen der Oberflächenrauheit wirken sich auf die Funktionalität der Bauteile aus.



Um bereits während der Bauphase die Qualität und Maßhaltigkeit von additiv gefertigten Bauteilen überprüfen zu können, werden im Teilprojekt C4 die wissenschaftlichen Grundlagen für eine inkrementellen Inline-Prüfung basierend auf optischen Messprinzipien untersucht. Am Beispiel eines SLM-Prozesses für Polymere werden angepasste Messstrategien, optische Koordinatenmesssysteme und Sensorkühlkonzepte realisiert und evaluiert. Dabei kann gezeigt werden, dass alleine mit einer ausschließlich dimensionelen inkrementelle Messung nicht alle Ursachen für Bauteilabweichungen eindeutig zugeordnet werden können. Für eine  zielgerichtete Korrektur der Fertigungsparameter sind die daraus resultierenden  Unsicherheiten damit noch zu groß.



Gegenstand weiterer Untersuchungen ist es daher, die bisherige fotogrammetriebasierte Inline-Messtechnik einerseits um die Messung weiterer Einflussgrößen wie Laserleistung, Schmelzpoolgröße sowie Anlagen- und Messsystemtemperatur zu erweitern, andererseits Referenzierungssysteme zur Verkürzung des metrologischen Kreises und zur Reduzierung der Messunsicherheiten aufzubauen. Damit können Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge für Fertigungsabweichungen besser quantifiziert werden, was zu einem verbesserten Prozessverständnis beiträgt, eine Korrektur dieser Einflüsse ermöglicht sowie die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit von SLM-Bauteilen signifikant verbessert.



Eine Verknüpfung der gewonnenen Erkenntnisse und Informationen soll zu einer Bauteilüberwachung führen, wodurch ein Trend zur Abweichung von der idealen Geometrie erkannt und korrigiert werden kann.



Publikationen

Heinl, M., Galovskyi, B., Bayer, F., Laumer, T., & Hausotte, T. (2017). Influence of laser power fluctuations on the quality of additive manufactured workpieces. In Wissenschaftliche Gesellschaft Lasertechnik e.V. (WLT) (Eds.), . Intertational Congress Center Munich, DE.
Schiochet Nasato, D., Heinl, M., Hausotte, T., & Pöschel, T. (2017). Numerical and experimental study of the powder bed characteristics in the recoated bed of the additive manufacturing process. In V International Conference on Particle-based Methods – Fundamentals and Applications PARTICLES 2017 (Eds.), (pp. 429-439). Hannover, DE.
Heinl, M., Galovskyi, B., & Hausotte, T. (2016). Surface and dimensional measurements of additive manufactured workpieces. In iCAT 2016 (Eds.), Proceedings of 6th International Conference on Additive Technologies (pp. 267-273).
Heinl, M., Loderer, A., Galovskyi, B., & Hausotte, T. (2016). Vereinfachte Qualitätsbeurteilung in jeder Raumrichtung Additive Manufacturing - Qualitätssicherung additiv gefertigter Bauteile anhand von Test-Artefakten. wt Werkstattstechnik - Online, WA119R(11/12), 799-803.
Galovskyi, B., & Hausotte, T. (2015). Testing Workpieces for Selective Laser Sintering. In Proceedings of ASPE 2015 Spring Topical Meeting (pp. 89-94). Raleigh, North Carolina, US: Raleigh, North Carolina, USA: ASPE.
Galovskyi, B., Hausotte, T., Drummer, D., & Harder, R. (2015). In-line layer wise measurements for selective laser sintering process. (pp. 1410-1414). Prague, Czech Republic, CZ.
Galovskyi, B., Hausotte, T., Drummer, D., & Zhao, M. (2014). Model of a Measurement Artifact for Additive Manufacturing. In Proceedings 5th International Conference on Additive Technologies - iCAT2014 (pp. 90-95). Vienna: Ljubljana: Interesansa - zavod.
Galovskyi, B., Hausotte, T., Loderer, A., & Hartmann, W. (2014). Optische In-Line-Prüftechnik zur Qualitätssicherung beim selektiven Strahlschmelzen von Kunststoffen. In Drummer, Dietmar (Eds.), 3. Industriekolloquium des Sonderforschungsbereichs 814 - Additive Fertigung (pp. 109-124). Nürnberg, DE: Erlangen: Print Line.
Galovskyi, B., Fleßner, M., Loderer, A., & Hausotte, T. (2013). Systematic form deviations of additive manufactured parts - methods of their identification and correction. In Abstracts of the ISMQC 2013 (pp. 25). Krakau - Kielce, Polen, PL: IMEKO-International Measurement Federation Secretariat.

Zuletzt aktualisiert 2017-02-08 um 10:54