Temperaturverlauf eines fehlerfreien und eines fehlerhaften Druckbereichs (links) und Falschfarbenbild einer Thermografie Aufnahme während der FFF (rechts). (Bild: SKZ)
Die steigende Nachfrage nach additiv gefertigten Bauteilen erfordert auch in der Produktion eine zunehmend besser werdende Qualitätskontrolle, um die Effizienz der teils aufwendigen Produktionsprozesse zu optimieren. Besonders bei großräumigen Drucken sind auftretende Fehler oftmals mit hohen Zeiteinbußen verbunden. Deshalb ist eine kontinuierliche und quantifizierende Prozesskontrolle perspektivisch unverzichtbar.
Beim weitverbreiteten Verfahren der Fused Filament Fabrication (FFF) weist die Thermografie aufgrund der Kombination der Messung der Filamenttemperatur und der großflächigen Abbildung des Druckobjekts große Potenziale auf. Das SKZ entwickelt deshalb in der Forschungsgruppe "Zerstörungsfreie Prüfung" eine Inline-Messtechnik basierend auf passiver Thermografie, die eine dauerhafte Kontrolle der mittels FFF hergestellten Bauteile ermöglicht.
Wie Fehler erkannt werden und was mit den Daten passiert
In den Versuchen konnte gezeigt werden, dass sich gezielt erzeugte Fehlermerkmale in den aufgenommenen Temperaturverläufen zuverlässig erkennen lassen. Klassische Fehlermerkmale wie Unterextrusion oder eine schlechte Schichthaftung lassen sich durch Abweichungen in den Abkühlkurven klar von den Referenzschichten unterscheiden. Die Aufnahme der Videosequenzen erfolgte mit Kameras von Optris, die speziell dafür zur Verfügung gestellt wurden.
Die generierten Messdaten können anhand klassischer Auswertealgorithmen in fehlerbehaftete und fehlerfreie Bereiche eingeteilt werden und bilden damit die Grundlage eines Datensatzes zum Training eines neuronalen Netzes. Dadurch wird eine Klassifizierung in i.o. und n.i.o. Objekte ermöglicht. Interessierte Unternehmen können sich kostenfrei am Projekt beteiligen und Ihre Produkte am entwickelten Messsystem testen oder deren Eignung zum Einsatz im System validieren lassen.
Das Vorhaben 21677 N der Forschungsvereinigung Fördergemeinschaft für das SKZ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert und legt besonderen Wert auf die Bedürfnisse von KMU.
Quelle: SKZ
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