Qualitätssicherung additiv gefertigter Produkte

Annina Schopen,

Schicht für Schicht

Das Kunststoff-Zentrum SKZ entwickelt im Zuge eines Forschungsvorhabens eine neue Inline-Messtechnik basierend auf passiver Thermografie zur zerstörungsfreien Prüfung von 3D-Druck-Bauteilen.
Durch Einsatz der Thermografie lassen sich bereits frühzeitig Fehlermerkmale bei additiv gefertigten Bauteilen erkennen

Der rasante Anstieg der Produktion und des Einsatzes additiv gefertigter Produkte vor allem im hochtechnisierten und sicherheitsrelevanten Bereich verlangt dringend die Entwicklung neuer Inline-Prüftechniken zur Qualitätssicherung. Die Thermografie – der Einsatz von Wärmebildkameras – ist hierfür ein vielversprechender Ansatz, da der Druckprozess großflächig und in Echtzeit verfolgt werden kann.

Frühzeitiges Erkennen von Fehlermerkmalen

Am SKZ – Kunststoff-Zentrum in Würzburg wird in einem neuen Forschungsprojekt ein System zur Qualitätssicherung für Fused Filament Fabrication (FFF) entwickelt. Bei diesem Prozess wird ein Kunststofffilament erwärmt und schichtweise abgelegt. Dabei können Fehlermerkmale wie vor allem unzureichende Schichthaftung, Risse oder geometrische Verformungen die Qualität des Produkts maßgeblich beeinträchtigen. Das frühzeitige Erkennen dieser Fehlermerkmale steigert sowohl die Qualität der Produkte als auch die Effizienz des Druckprozesses.

Derartige Fehlstellen lassen sich mithilfe der Thermografie, die Wärmeabstrahlungen aufzeigt, bereits bei anderen Prozessen der Kunststoffverarbeitung prozesssicher erfassen. Das Projekt hat zum Ziel, dieses Wissen auch auf den Bereich der additiven Fertigung zu übertragen. Zusätzlich soll durch den Einsatz künstlicher Intelligenz eine Klassifizierung der Druckobjekte stattfinden, um eine automatisierte Defektdetektion zu ermöglichen. An dem Projekt interessierte Unternehmen können sich für Untersuchungen oder bei spezifischen Fragestellungen und Anregungen an das SKZ wenden.

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Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen der „industriellen Gemeinschaftsforschung“ (IGF) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigung (AiF) gefördert und legt besonderen Wert auf die Bedürfnisse von KMU.

Das SKZ ist Mitglied der Zuse-Gemeinschaft; sie ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, vor allem des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.

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