Prozessüberwachung und Qualitätssicherung

Referent:in: Johannes Zawatzky, SONOTEC GmbH

Die industrielle Anwendung additiver Fertigungsverfahren wie dem Fused Filament Fabrication (FFF) wird derzeit noch durch das Fehlen umfassender qualitätssichernder Maßnahmen in der Prozesskette eingeschränkt. Das Verbundvorhaben „AddiQ“ verfolgt das Ziel, qualitätsgesicherte Methoden für die additive Fertigung zu entwickeln. Innerhalb dieses vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten RUBIN-Projekts konzentriert sich die SONOTEC GmbH auf die Erforschung und Entwicklung neuer Verfahren und Geräte unter Einsatz der Ultraschalltechnologie. Dies umfasst die akustische Materialprüfung, die Überwachung des Druckprozesses und die zerstörungsfreie Prüfung des Endprodukts mit dem Ziel, Fehler und die Ausschussrate entlang der gesamten Wertschöpfungskette signifikant zu reduzieren.

The industrial application of additive manufacturing processes such as fused filament fabrication (FFF) is cur-rently still limited by the lack of comprehensive quality assurance measures in the process chain. The joint project “AddiQ” aims to develop quality-assured methods for additive manufacturing. Within this RUBIN project, which is funded by the German Federal Ministry of Education and Research, SONOTEC GmbH is focusing on researching and developing new processes and devices using ultrasound technology. This includes acoustic material testing, monitoring of the printing process and non-destructive testing of the end product with the aim of significantly reducing defects and the reject rate along the entire value chain.

Referent:in: Oliver Neudert, GMBU e.V.

Im Vortrag werden Ansätze zur intrinsischen, versteckten Markierung additiv gefertigter Bauteile mittels gezielt eingebrachter Strukturen (Marker) vorgestellt. Die Marker dienen der Prävention von Produktpiraterie sowie der Qualitätssicherung im Falle eines Bauteilversagens. Sie sind über computertomographische Verfahren (CT) oder akustische Verfahren auslesbar und können außer einer hersteller- oder bauteilspezifischen Kennung zusätzlich Informationen über den Herstellungsprozess codieren. Am Beispiel von FFF-Bauteilen wird gezeigt, welche Materialien geeignet sind und wie diese mit marktüblichen 3D-Druckern in Bauteile integriert werden können. Für akustische Ausleseverfahren wurden ein- und zweidimensionale Markerstrukturen in FFF- und SLS-Bauteilen integriert und mittels Impuls-Echo-Verfahren ausgelesen.

The lecture will present approaches for the intrinsic, hidden marking of additively manufactured components by means of specifically inserted structures (markers). The markers are used to prevent product piracy and for quali-ty assurance in the event of component failure. They can be read using computed tomography (CT) or acoustic methods and, in addition to a manufacturer or component-specific identifier, can also encode information about the manufacturing process. The example of FFF components is used to show which materials are suitable and how these can be integrated into components using commercially available 3D printers. For acoustic readout methods, one- and two-dimensional marker structures were integrated into FFF and SLS components and read out using the pulse-echo method.

Referent:in: Ralf Lach, Polymer Service GmbH Merseburg

Dieser Beitrag stellt Ergebnisse zum (bruch)mechanischen Kurz- und Langzeitverhalten mittels SLS und FFF additiv gefertigter Kunststoffbauteile vor, die auf der Basis einachsiger Zug- und Druckversuche, des Double- Cantilever-Beam-Tests, der registrierende Mikroeindringprüfung und der Stepped-Isothermal-Methode erhalten wurden. Dabei wurde der Einfluss der Probenorientierung, der Lage in der Baukammer, der Verarbeitungstemperatur, der Druckrichtung und weiterer Parameter auf die Morphologie und die mechanische Performance systematisch analysiert. Insbesondere bruchmechanische Parameter zeigen dabei eine große Sensitvität hinsichtlich der Werkstoffstruktur und der Verarbeitungsparameter.

Referent:in: Andreas Pelz, m4p material solutions GmbH

Die Qualität additiv gefertigter Metallbauteile wird entscheidend durch das eingesetzte Metallpulver beeinflusst. Als Hersteller und Entwickler von Metallpulvern tragen wir maßgeblich dazu bei, dass laserbasierte Pulverbettverfahren (LPBF) zuverlässig reproduzierbare, hochqualitative Ergebnisse liefern. Dieser Vortrag beleuchtet zentrale Aspekte entlang der Qualitätskette – von der digitalen Transformation im Qualitätsmanagement über technologische Grenzen bis hin zur Prüfpraxis. Der Vortrag wird in einem ersten Teil das Qualitätsmanagement in Zeiten der Digitalisierung thematisieren. Moderne Fertigungsprozesse erfordern vernetzte Systeme, die Daten in Echtzeit erfassen und bewerten, digitale Rückverfolgbarkeit und Transparenz gewährleisten, um höchste Standards im additiven Umfeld zu erreichen. Der zweite Abschnitt widmet sich dem Spannungsfeld der Metallpulverqualität versus Einsatzgrenzen laserbasierter Pulverbettverfahren und betrachtet die metallurgischen Randbedingungen auf die Bauteilqualität. Abschließend werden besondere Kriterien in der Qualitätsprüfung von Metallpulvern betrachtet, welche neben klassischen Verfahren (z. B. Partikelgrößenanalyse, ICP, etc.) auch innovative Ansätze zur Pulvercharakterisierung erörtern und zur tatsächlichen Performance im Prozess gegenüberstellen.