Integrierte Qualitätssicherung im FDM-3D-Druck

Der Versuchsaufbau (zuvor hier beschrieben) liefert erste Ergebnisse: die durch ihn generierte Grafik rechts zeigt einen Screenshot jeder gedruckten Schicht in Millimeter-Auflösung. Das semitransparente, graue Modell stellt ein durch den entsprechenden gcode vorgegebenes Referenzmodell dar. Die Farbskala zeigt die erreichte Genauigkeit als den Abstand der gescannten Punkte zur Referenz-Oberfläche. Jeder gescannte Punkt der Schicht wird entsprechend eingefärbt dargestellt.

Das hier abgebildete Resultat zeigt sehr gute Genauigkeiten in der Z-Achse und ein Aufmaß in X- und Y-Richtung. Im Großteil der Bereiche, in denen Material erwartet wurde, ist auch welches vorhanden (gelb/grüne Punkte). Zusätzlich wurde in den Außenbereichen (rote Punkte) überflüssiges Material aufgetragen. 

Der 3D-Druck erreicht immer mehr Bereiche der Industrie – auch solche, mit hohen Qualitätsansprüchen. Mit diesem Prozess soll jedes Teil schon während der Herstellung genau überprüft werden. Für eventuelle spätere Schadensfälle kann auch die Scan-Datei herangezogen werden, um weitere Schlüsse zu ziehen (z.B. ob die Konstruktion unterdimensioniert oder der Druck doch fehlerhaft war). Ein weiteres konkretes Beispiel wäre die Verwendung der Prozessdaten in den nachfolgenden Arbeitsschritten: das Aufmaß kann beim Schleifen der Oberfläche berücksichtigt werden. 

Der Prozess ist bereits zufriedenstellend wiederholbar, akute Weiterentwicklungen stehen in vier Bereichen an: Anbindung an eine verschlüsselte Cloud (um sicherzustellen, dass die Daten nicht abgefangen werden und eventuelle Copyright-Verletzungen stattfinden), fixe Integration in einen 3D-Drucker (der momentane Prototyp ist nicht serienreif), Reduzierung der Analysedauer (momentan mehr als 12 Stunden) sowie die Darstellung der Ergebnisse in Augmented Reality (um den Bediener einen „Röntgenblick“ zu ermöglichen).

Eine erste Veröffentlichung der Ergebnisse ist auf der erneut verschobenen IFM²E (International Forum of Mechanical and Mechatronic Engineering) im Dezember 2021 in Jyväskylä (Finnland) geplant.

 

 

 

integrierte Qualitätssicherung im FDM-3D-Druck

Kontakt für interessierte Unternehmen:

Tobias Werner, BSc
Laborbetreuer

+435572 792 7308
tobias.werner@fhv.at

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