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Qualität von additiv gefertigten Bauteilen verbessern und überwachen

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„Die additive Fertigung eröffnet viele neue Perspektiven, es ist ein Verfahren, mit dem wir besonders komplexe, individuelle und hochbelastete Bauteile herstellen können – wenn wir den gesamten Prozess sicher beherrschen“, fasst Marco Posdzich, Wissenschaftler der Professur Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik der Technischen Universität Chemnitz, die Problematik seiner Forschungstätigkeit zusammen.

Rico Stöckmann und Marco Posdzich von der Professur Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik, analysieren mit Hilfe eines virtuellen Zwillings die Prozessdaten ihres 3D-gedruckten Bauteils.

Foto: Sven Winkler

Er weiß, dass die Anforderungen an die gedruckten Werkstücke hinsichtlich ihrer Maßgenauigkeit, Oberflächenqualität und Belastbarkeit bislang oft nicht erfüllt werden können und eine Nachbearbeitung der additiv gefertigten Teile erfordern.

Posdzich arbeitet seit 2016 im InnoTeam „HochintEgratIve Prozesskette zur Generativen Fertigung von metallischen HochleistungsbauTeilen – HEIGHT“. Im Rahmen der Fachmesse Rapid.Tech in Erfurt zeigen die Wissenschaftler vom 25. bis 27. Juni 2019 auf dem Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“ (Stand 2-401) die Ergebnisse ihrer Forschung, bei der sie vom Selective Laser Melting (SLM) über das Fräsen der gedruckten Bauteile bis hin zum Glattwalzen den gesamten Prozess und das begleitende Datenhandling entwickelt haben.

„Wir zeichnen während der Fertigung jedes Bauteils die Maschinendaten auf, laden sie über eine Cloud als virtuellen Zwilling und vergleichen sie mit der ursprünglichen FEM-Simulation. So können wir die Eigenschaften und eventuelle Fehler des Werkstücks sofort erkennen und im nachfolgenden Prozessschritt ausgleichen“, erläutert Posdzich und ergänzt: „Durch die bauteilbezogene Datenspeicherung kann sich der Hersteller beim Versagen des Teils später rechtlich absichern.“

Die Wissenschaftler sehen vor allem kleine und mittlere Unternehmen aus dem Werkzeugbau und der Medizintechnik als potenzielle Anwender ihrer Lösung: Derzeit werden beispielsweise Implantate mit individueller Kontur für jeden Patienten händisch nachpoliert. Durch das auf Grundlage der Prozessdaten gesteuerte Glattwalzen ließe sich die Genauigkeit und Belastbarkeit des Teils wesentlich verbessern.

Projektpartner in diesem InnoTeam sind neben der Hochschule Mittweida die vier sächsischen Unternehmen Laservorm GmbH, Millfax GmbH, CADsys Vertriebs- und Entwicklungsgesellschaft mbH und Werkzeug GmbH Glauchau.

Hintergrund: SAB-Programm „InnoTeam“

Mit dem Programm „InnoTeam“ unterstützt die Sächsische Aufbaubank – Förderbank Kooperationen von Unternehmen und Hochschulen bzw. Forschungseinrichtungen bei der Bildung von Kompetenzteams, die ein neues Produkt oder ein technologisches Verfahren entwickeln oder eine solche Entwicklung vorbereiten. Die Maßnahme wird gefördert aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds und mitfinanziert aus Steuermitteln auf Grundlage des von den Abgeordneten des Sächsischen Landtags beschlossenen Haushalts.

Ausblick: Workshop „Nachbearbeitung additiv gefertigter Werkstücke“

Am 3. Juli 2019 lädt die Professur Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik von 9 bis 14 Uhr zu einem Workshop „Nachbearbeitung additiv gefertigter Werkstücke“ ein. Vertreter aus Industrie und Wissenschaft werden dabei Gelegenheit haben, sich über den aktuellen Stand der Technik und neue Trends auszutauschen. Die Veranstaltung findet im M-Bau auf dem Campus der TU Chemnitz, Reichenhainer Straße 70, statt. Die Teilnahme ist kostenfrei. Das Anmeldeformular und das ausführliche Programm sind unter https://innoteam-height.de/workshop.html zu finden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Marco Posdzich, Telefon 0371 531-30077, E-Mail marco.posdzich@mb.tu-chemnitz.de

Weitere Informationen:

https://innoteam-height.de - Weitere Informationen zum InnoTeam HEIGHT

Dipl.-Ing. Mario Steinebach | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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Im Focus: Erfolgreiche Praxiserprobung: Bidirektionale Sensorik optimiert das Laserauftragschweißen

Die Qualität generativ gefertigter Bauteile steht und fällt nicht nur mit dem Fertigungsverfahren, sondern auch mit der Inline-Prozessregelung. Die Prozessregelung sorgt für einen sicheren Beschichtungsprozess, denn Abweichungen von der Soll-Geometrie werden sofort erkannt. Wie gut das mit einer bidirektionalen Sensorik bereits beim Laserauftragschweißen im Zusammenspiel mit einer kommerziellen Optik gelingt, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT auf der LASER World of PHOTONICS 2019 auf dem Messestand A2.431.

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