Revolution im Metall-3D-Druck: Wie Kameras und KI die additive Fertigung perfektionieren
Nicolai SchlosserRevolution im Metall-3D-Druck: Wie Kameras und KI die additive Fertigung perfektionieren
Forscherinnen und Forscher des LaserAnwendungsZentrums (LAZ) der Hochschule Aalen verfeinern ein zentrales Verfahren der additiven Fertigung. Im Fokus ihrer Arbeit steht das lasergestützte Pulverbett-Schmelzen von Metallen (PBF-LB/M) – eine Schlüsseltechnologie für die Herstellung komplexer, hochleistungsfähiger Metallbauteile. Ziel des Projekts ist es, Qualität, Effizienz und Nachhaltigkeit in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Medizintechnik zu steigern.
Das Team setzt dafür zwei Hochleistungs-USB3-Kameras des Herstellers IDS Imaging Development Systems ein, um den PBF-LB/M-Prozess detailliert zu analysieren. Eine uEye CP-Kamera zeichnet dynamische Vorgänge auf, etwa die Entstehung von Spritzern, Rauchentwicklung und mechanische Bewegungen während des Druckvorgangs. Mit einer Auflösung von über 1000 x 1000 Pixeln und einer Bildrate von mehr als 100 Bildern pro Sekunde ermöglicht sie eine Echtzeitüberwachung des gesamten Prozesses.
Eine zweite uEye SE-Kamera führt hochauflösende statische Analysen der Pulverschichten und der aufgeschmolzenen Bauteilgeometrien durch. Ihr 20,36-Megapixel-Sensor erfasst Strukturen von weniger als 40 Mikrometern und hilft so, Fehler zu erkennen und die Qualität der Endprodukte zu bewerten. Durch die Untersuchung jeder einzelnen Schicht können die Forscher Unregelmäßigkeiten identifizieren, die sich auf die Leistung auswirken.
Ziel ist es, die Fertigungsparameter durch ein präziseres Verständnis der Laser-Material-Wechselwirkungen zu optimieren. Künftig soll Künstliche Intelligenz eingesetzt werden, um die Auswertung sowohl der dynamischen als auch der statischen Beobachtungen zu automatisieren. Dies könnte die Qualitätssicherung beschleunigen und den Materialverbrauch in der additiven Produktion reduzieren.
Die Forschung am LAZ ebnet den Weg für zuverlässigere und ressourcenschonendere Metall-3D-Druckverfahren. Durch die Kombination von Hochgeschwindigkeitsbildgebung mit KI-gestützter Analyse strebt das Team eine bessere Reproduzierbarkeit und Bauteilqualität an. Von diesen Fortschritten könnten in den kommenden Jahren Branchen profitieren, die auf komplexe, maßgefertigte Metallkomponenten angewiesen sind.
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