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22.07.2019

Bauteilqualität während des Drucks überprüfen

Wissenschaftler am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) arbeiten derzeit an einem optischen Messsystem, das in einen 3D-Drucker integriert werden kann. Es soll den Druckprozess kontinuierlich überwachen und Fehler automatisch erkennen.

Additive Fertigung: Beim Extrusions-3D-Druck wird geschmolzenes Material Schicht für Schicht aufgetragen. Das IPH entwickelt ein optisches Messsystem zur Qualitätsprüfung während des Drucks. Bild: IPH

Prothesen und Implantate kommen künftig aus dem 3D-Drucker, ebenso wie Flugzeugteile und Bauteile für Sondermaschinen. Mit additiven Fertigungsverfahren – auch 3D-Druck genannt – lassen sich Einzelstücke herstellen, die individuell auf den Anwendungsfall zugeschnitten sind. Doch gerade bei hochwertigen Produkten, etwa in der Medizintechnik oder im Maschinenbau, muss die Qualität stimmen. Und die lässt sich bei additiven Fertigungsverfahren bisher nur schwer überprüfen. Viele Unternehmen schrecken deshalb noch vor dem Einsatz von 3D-Druckern zurück.

Kritisch für die Bauteilqualität ist neben der Außengeometrie auch die innere Struktur. Häufig sorgen Wabenstrukturen dafür, dass das 3D-gedruckte Bauteil möglichst leicht und trotzdem stabil ist. Um Fehler wie etwa Unregelmäßigkeiten oder Hohlstellen in der inneren Struktur zu erkennen, muss man das Bauteil derzeit röntgen. "Bisher gibt es keine funktionierende prozessintegrierte Überwachung für 3D-Druck-Prozesse, welche auf dem Prinzip der Materialextrusion basieren," sagt Alexander Oleff vom Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH. Der Maschinenbauingenieur leitet das Forschungsprojekt "Quali3D – Optische Qualitätsprüfung für den Extrusions-3D-Druck."

In Zukunft soll sich die Bauteilqualität schon während des Drucks überprüfen lassen. Oleff und seine Kollegen am IPH entwickeln ein optisches Messsystem, das in einen Extrusions-3D-Drucker integriert werden kann. Bei der additiven Materialextrusion wird geschmolzenes Material Schicht für Schicht aufgetragen. Mit diesem Verfahren lassen sich auch Hochleistungskunststoffe verarbeiten, die beispielsweise in der Medizintechnik, der Elektrotechnik oder im Flugzeugbau zum Einsatz kommen.


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