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05.03.2019

3D-Druck in Echtzeit überwachen

Um Fehler beim Drucken zu vermeiden, entwickeln fünf Projekt-Partner derzeit ein Mess-System mit zwei Komponenten: eine Lichtschranke und eine Laser-Speckle-Photometrie.

Im Projekt „AddiLine“ entsteht ein prozessintegriertes Prüfsystem, das die Qualität der 3D-gedruckten Komponente beim Entstehen in Echtzeit überwacht. Bild: Fraunhofer IKTS

Ein neues additives Verfahren ist der am Fraunhofer IKTS entwickelte "Thermoplastische 3D-Druck" (T3DP), mit dem auch Keramiken und Hartmetalle verdruckt werden können. Für eine hohe Prozessstabilität und Qualität der Bauteile wird eine Inline-Prozesskontrolle benötigt. Bisherige Lösungen produzieren zu hohe Datenmengen, deren Auswertung viel Zeit in Anspruch nimmt oder sind für das begrenzte Platzangebot im Drucker zu groß. Zudem können sie keine definierten Materialparameter (z. B. Porosität oder Defekte) prüfen, auf die der Fertigungsprozess abgestimmt werden muss.

Integriertes Prüfsystem für hochwertige 3D-Druck-Bauteile

Ziel des Projekts "AddiLine" ist die Entwicklung eines Mess-Systems mit zwei Komponenten. Die erste Komponente überwacht mittels Lichtschranke, ob das zu verdruckende Material den Drucker tatsächlich verlässt. Dies ist Voraussetzung für eine korrekte Anbindung der Materialtropfen untereinander, so dass keine Lufteinschlüsse entstehen. Die zweite Komponente, die integrierte Laser-Speckle-Photometrie (LSP), prüft berührungslos die vorher festgelegten Parameter der entstehenden Struktur in Echtzeit.

Die zu entwickelnde berührungslose Prüftechnik soll als kostengünstiges System mit flexiblem und robustem optischen Aufbau realisiert werden. Um dessen Einsatz unter Produktionsbedingungen zu testen, wird das modulare System mit beiden Komponenten in eine T3DP-Anlage integriert. »Der Anlagendemonstrator bildet so die Grundlage für eine völlig neuartige additive Fertigungstechnologie, die die Herstellung für ein breites Materialspektrum von hochwertigen Single- und Multimaterial-Bauteilen ermöglicht« fasst Dr. Beatrice Bendjus, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer IKTS, zusammen.


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Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, IKTS Dresden

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