InSensa: Prozesssensoren und adaptive Regelungssysteme für die additive Fertigung

Das InSensa-Projekt zielt darauf ab, Fehler bei der pulverbettbasierten additiven Fertigung mittels Laser (PBF-LB/M) durch die Integration fortschrittlicher Sensor- und Steuerungstechnologien zu erkennen und zu verhindern. Ein Fehlerkatalog definiert erkennbare Prozessfehler, die anhand der Erfahrungen von AM-Anwendern nach Priorität geordnet sind. Es werden Demonstrationsbauteile hergestellt, um diese priorisierten Fehler zu provozieren. Die Sensoren werden koaxial zur direkten Beobachtung des Schmelzbads und außeraxial zur umfassenderen Überwachung der Bauteile positioniert. Zu den neuen Technologien gehören ein Hochgeschwindigkeits-Pyrometer (100 kHz), eine maßgeschneiderte Wärmebildkamera und ein für PBF-LB/M optimierter OCT-Topografiesensor.
Ein 3D-Kamerasystem wird prototypisch zur Erfassung reflektierender Oberflächen getestet. Die multimodale Prozessüberwachung wird erfolgreich demonstriert. Eine Datenbank zur Prozess- und Fehlerdokumentation wird als Prototyp entwickelt und unterstützt die Auswertung der automatischen Fehlererkennung. Die Echtzeit-Laserleistungsregelung mittels Pyrometer-Rückkopplung erreicht eine Reaktionszeit von 50 µs, was für praktische Scangeschwindigkeiten effektiv ist und die Oberflächenrauheit in Tests um 20 % verbessert. Damit werden die Grundlagen für eine zukünftige automatische Fehlererkennung geschaffen.

Fördermittelgeber:

• BMBF

Partner

• Aconity
• Materialise
• Precitec
• ISRA Vision
• Fraunhofer-Institut IAPT
• Universität Bremen
• C.F.K. CNC-Fertigungstechnik Kriftel

Projektdatum:

• 2017 -2020

Link:

• https://publica.fraunhofer.de/entities/publication/847d94bf-a650-44ed-966d-c91f56e6ff3b