Qualitätsüberwachung im 3D-Druck ermöglicht Ausschussminimierung bei der Fertigung kleiner Stückzahlen

Zur Steigerung ihrer Flexibilität insbesondere bei der Fertigung kleiner Stückzahlen setzen immer mehr Unternehmen 3D-Druck-Technik ein. Am häufigsten kommen dabei Drucker mit dem so genannten FDM-Verfahren zum Einsatz. Dieses Verfahren hat verschiedene Vorteile: es ist für Einsteiger gut handhabbar, die Kosten sind vergleichsweise gering sind und die Vielfalt an druckbaren Materialien ist groß. Jedoch läuft der Druckprozess nicht immer stabil ab. So kommt es vor, dass ein Bauteil nicht korrekt gedruckt wird bzw. die Wiederholgenauigkeit beim Druck mehrerer Bauteile unzureichend ist.

Quelle: (© GFE Schmalkalden e.V.)Um eine Ausschussminimierung durch frühzeitiges Eingreifen in den Druckprozess, bei fehlerhaft gedruckten Bauteilen zu realisieren, haben die Modellfabriken Prozessdaten und 3D-Druck gemeinsam einen Demonstrator zur In-Prozess-Überwachung der Fertigung von 3D-gedruckten Bauteilen entwickelt. Mittels berührungsloser optischer Bauteilerfassung wird der Druckprozess überwacht. So können Abweichungen von Lage- und Oberflächenmaßen frühzeitig erkannt und Anpassungen zur Prozessoptimierung vorgenommen werden.

Quelle: (© GFE Schmalkalden e.V.)

Darauf aufbauend werden die erfassten Bilddaten für eine teilautomatisierte Qualitätskontrolle genutzt. Überschreiten die Abweichungen ein definiertes Maß, wird der Bediener automatisch benachrichtigt und kann entscheiden, ob der Druckprozess fortgesetzt oder unterbrochen wird.

Mehrwerte für KMU ergeben sich durch

• die Ausschussminimierung und Effizienzsteigerung beim Druckprozesses,
• eine Erweiterung der Einsatzgrenzen der Bauteile,
• die Prozessüberwachung und messtechnische Charakterisierung sowie
• den nachrüstbaren Systemaufbau.

Der Aufbau des Demonstrators ist flexibel gestaltet, so dass er für verschiedene 3D-Drucker eingesetzt werden kann. Langfristiges Ziel ist es, eine vollautomatisierte Lösung zu erarbeiten, bei der das System selbst entscheidet, wie bei Abweichungen weiter verfahren wird.

Ansprechpartner:
Benjamin Hofmann
Modellfabrik Prozessdaten
Telefon: 03683/6900-16
E-Mail: hofmann@kompetenzzentrum-ilmenau.de

Constance Möhwald
Modellfabrik 3D-Druck
Telefon: 03641/205-128
E-Mail: moehwald@kompetenzzentrum-ilmenau.de

Zu diesem Demonstrator gibt es auch einen Steckbrief und eine Projektbeschreibung.