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Qualitätssicherung in der additiven Fertigung

Meinolf Droege,

3D-gedruckte Kunststoffproben automatisch prüfen

Der 3D-Druck ist auf dem Vormarsch. Es vergeht kaum eine Woche ohne Meldungen zu neuen Anwendungsmöglichkeiten, Weiterentwicklungen oder neuen 3D-Druckverfahren. Gerade im Kunststoffbereich gibt es unzählige Einsatzmöglichkeiten für 3D-Drucker, zumal die möglichen Qualitäten immer besser werden. Um die Eigenschaften 3D-gedruckter Kunststoffproben und damit auch den einwandfreien Ablauf des Druckprozesses zu prüfen, stehen vollautomatisierte Roboterprüfsysteme an.

Automatische Prüfung von Kunststoffproben mit Roboter-basierter Technologie. © ZwickRoell

Der 3D-Druck erobert eine Anwendung nach der anderen, von Automotive über Medizin in eine Vielzahl von Branchen und in unterschiedliche Seriengrößen. Neben dem Vorteil, komplexe Geometrien, die in klassischen Verfahren nur mit montierten Einzelteilen zu erreichen sind, in einem Zuge fertigen zu können, können logistische Vorteile hohe Effizienzgewinne ermöglichen. Von der zunächst überwiegenden Produktion von Prototypen oder Funktionsmodellen hat der 3D-Druck den Sprung in die Serienproduktion geschafft. Dadurch eignet er sich auch für die langfristige Ersatzteilversorgung. Es ist nicht mehr nötig Fertigteile oder Halbzeuge in Lagern vorzuhalten und selbst alte Ersatzteile, für die nur noch die Konstruktionszeichnung existiert, lassen sich mit vergleichsweise geringem Aufwand nachproduzieren.

Bedingung: Die gedruckten Bauteile müssen den gleichen Ansprüchen genügen, die auch an klassisch gefertigte Komponenten gestellt werden. Um den Druckprozess zu überwachen und weiter zu verbessern, fallen deshalb große Anzahlen Zug- und Biegeversuchen an. Zwei automatische Lösungen dafür bietet ZwickRoell: Die kompakte Automatisierung mit Robotest L und die komplexere Variante Robotest R gestatten automatische Zug- und Biegeversuche an einer Prüfmaschine mit einem Extensometer. Integriert ist außerdem die automatische Vermessung des Proben-Querschnitts in Dicke und Breite. Während das kompakte System so aufgebaut ist, dass es direkt im Prüflabor neben einem Computer-Arbeitsplatz betrieben werden kann, basiert die größere Variante auf einem Industrieroboter. Er benötigt einen eigenen Arbeitsbereich, punktet aber laut Anbieter mit der möglichen Integration zusätzlicher Geräte wie Waage, Codeleser und einem größeren, bis zu 1000 Proben fassenden Magazin. Beiden Systemen gemeinsam sei der Ausschluss von Bedienereinflüssen, was zu konsistenteren Prüfergebnissen führt, die mögliche 24 Stunden-Prüfung sowie eine Steuerung durch die Software Autoedition 3.

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