Qualitätssicherung durch Prozessüberwachung
Um die Qualität der produzieren Bauteile sicherzustellen, werden am AMLab sowohl Prozessüberwachung als auch Pulveranalysen durchgeführt und weiterentwickelt. Die Prozessüberwachung dient der Überprüfung definierter Prozessparameter. In einem idealen Prozess entstehen bei bekannten Eingangsparametern die gewünschten Ausgangsparameter. Erst durch äußere Einflüsse/ Störgrößen wird der Prozess beeinflusst und unerwünschte Abweichungen der Ausgangswerte können entstehen. In vielen Prozessen können diese Abweichungen einen nicht tolerierbaren Einfluss auf nachfolgende Prozessschritte oder die Bauteileigenschaften haben. Häufig wird zur Sicherheit und Fehlerdetektion eine Qualitätsprüfung nachgeschaltet, wodurch zusätzliche Zeit benötigt und die Kosten erhöht werden.
Das Ziel einer Überwachung parallel zum Fertigungsprozess ist es, nachgeschaltete Qualitätskontrollen soweit wie möglich zu ersetzen und im Falle einer im Prozess detektierten Abweichung einzugreifen und, falls durchführbar, den Prozess aktiv zu regeln.
Die Additive Fertigung ist eine relativ junge Fertigungstechnologie und die Prozesse unterliegen vielen unterschiedlichen Einflüssen, deren Auswirkungen auf die Bauteilqualität noch nicht vollständig bekannt sind.
Das AMLab beschäftigt sich seit seiner Gründung mit der Additiven Fertigung und hat über die Jahre ein hohes Prozessverständnis aufgebaut. Um das anfänglich implizite Erfahrungswissen besser erfassen und dokumentieren zu können, spezialisierte sich das AMLab schon früh auf den Bereich der Prozessüberwachung, um so die stetig gewonnenen Erkenntnisse durch Messungen erfassen und belegen zu können.
Die seit vielen Jahren praktizierte Prozessüberwachung kommt in zahlreichen Forschungs- und Industrieprojekten zum Einsatz.

Qualitätssicherung durch Pulveranalyse

Pulver stellen den Ausgangswerkstoff für viele Additive Fertigungsverfahren dar und bildet einen weiteren wichtigen Einflussfaktor auf die resultierende Bauteilqualität. Vor dem Ziel einer gleichbleibend hohen Güte der entstehenden Bauteile gilt es, positive sowie negative Einflüsse auf den Zustand des Pulvers zu verstehen, zu kontrollieren und gegebenenfalls zu steuern. Dies kann durch die Implementierung einer geeigneten Pulverprozesskette in Kombination mit gezielt eingesetzter Pulveranalyse erreicht werden. Im AMLab wird dem Themenbereich Pulver eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet. In einem separaten Pulveranalyselabor können charakteristische Eigenschaften wie beispielsweise Partikelgrößenverteilung, Partikelform, chemische Zusammensetzung, Oxidation und Fließfähigkeit gemessen werden. Als Dienstleistung bieten wir für unsere Partner die Möglichkeit an, ihre spezifischen Pulvereigenschaften mit unserem modernen Messequipment zu bestimmen. Weiterhin können wir Unterstützung beim Aufbau eines eigenen Pulveranalyselabors leisten.

Durch die Additive Fertigung ergeben sich neue Möglichkeiten im Design und in der Auslegung von Bauteilen. Dabei können verschiedene Designstrategien verfolgt werden, die auch am AMLab Anwendung finden. Wir unterstützen unsere Partner dabei, die Möglichkeiten der Additiven Fertigung auf Ihre Produkte anzuwenden und fortschrittliche Designansätze an Kundenbauteilen (oder vormaligen -baugruppen) umzusetzen.

Mittels gängiger Fertigungstechnologien sind optimale Leichtbaukonstruktionen aufgrund verfahrensspezifischer Randbedingungen schwer umsetzbar. Abhilfe können hier die additiven Fertigungsverfahren, wie das Laserstrahlschmelzen, schaffen. Der schichtweise generierende Prozessablauf ermöglicht die Fertigung äußerst diffiziler Bauteile in kleinen Stückzahlen bei hoher Wirtschaftlichkeit. Auch aufgrund geringer geometrischer Einschränkungen bietet die additive Fertigung das Potenzial, Leichtbauansätze beinahe uneingeschränkt umzusetzen und in ihrem vollen Potenzial auszuschöpfen. Zur Umsetzung bionischer Leichtbaustrukturen sind additive Fertigungsverfahren besonders geeignet. Komplexe bionische Strukturen lassen sich dabei nur dadurch wirtschaftlich herstellen. Der durch Pflanzen und Tiere über viele Millionen Jahre optimierte Aufbau kann heute als Inspiration für technische Fragestellungen gesehen werden. Durch die entwickelten Optimierungsverfahren und die Verwendung der additiven Fertigung wird es möglich, Bauteile zu designen und herzustellen, welche der allgemeinen bionischen Regel einer lageoptimalen Bauteilkonstruktion folgen. In einem Gespräch mit uns können wir Ihnen Möglichkeiten einer Umsetzung der Erkenntnisse auch für Ihre Konstruktion eröffnen.