Develop³ Systems Engineering 02.2016

ANWENDUNGEN
QUALITÄTSSICHERUNG/ADDITIVE FERTIGUNG
den Hersteller unerlässlich, die Eigenschaften eines Metallpulvers
zu überprüfen, bevor er es zur Additiven Fertigung verwendet. Es
gilt also, entsprechende Kriterien für das Benchmarking der Rohmaterialien
zu entwickeln und angemessene Methoden für die Probenahme
zu wählen – mit Proben, die für die Rohmaterial-Charge tatsächlich
repräsentativ sind. Nur durch stringente Prüfmethoden für
die Eigenschaften des Metallpulvers wird ein Hersteller auch konsistente
Eigenschaften seiner gefertigten Teile sicherstellen.
• Aufgabe 2: Prüfung des Fertigungsprozesses
Im Prozess der Additiven Fertigung gibt es ebenfalls viele Variablen,
die auf das Ergebnis einen entscheidenden Einfluss haben. Entsprechend
sind auch prozessbegleitende Prüfungen unerlässlich –
das sogenannte In-Process-Testing –, damit der Fertigungsprozess
innerhalb der erforderlichen Toleranzbereiche stattfindet. Dazu
braucht es Verfahren und Methoden, mit denen die Variablen auf
verschiedenen Stufen des Prozesses effektiv kontrolliert werden
können – etwa um eine Kontamination des Pulverrohmaterials
durch die Handling-Vorgänge auszuschließen. Wenn die entsprechenden
Methoden entwickelt sind, ist es wichtig, dafür zu sorgen,
dass die Anforderungen auf jeder Stufe des Fertigungsprozesses erfüllt
werden und ihre Erfüllung nachgewiesen werden kann.
Additive Manufacturing
PLUS
Weitere Informationen zu den
Grundlagen und Anwendungen des
Additive Manufacturing finden Sie
auch im Buch 3D-Drucken von
Andreas Gebhardt: Additive Manufacturing
ist heute nicht nur ein
unverzichtbares Werkzeug zur
direkten digitalen Herstellung von
Modellen und Prototypen, sondern
auch ein Fertigungsverfahren zur
Produktion von Endprodukten aus
Kunststoff und Metall. Mit der
Vorstellung kleiner und preiswerter
Maschinen und dem Vordringen
dieser Technologie in private Bereiche
hat sich der Begriff 3D-Drucker
durchgesetzt. Das Fachbuch zeigt die unterschiedlichen
Möglichkeiten vom Anschauungsmodell bis hin zum kom -
plexen, aus Metall gesinterten Produkt genauso auf, wie die
relevanten technischen Aspekten des 3D-Druckens. Zudem
geht der Autor auf die Auswirkungen der veränderten Methode
der Herstellung und die damit verbundenen Aspekte
einer neuen Art der Organisation der Produktion ein und
vermittelt sowohl Studenten als auch Praktikern schnell und
anschaulich die wesentlichen Fakten.
http://t1p.de/gq8a
„Je weiter und schneller sich
der 3D-Druck in der Fertigungsindustrie
verbreitet,
desto wichtiger wird es, die
mit ihm hergestellten Teile zu
prüfen und zu zertifizieren.“
• Aufgabe 3: Prüfung der produzierten Teile
Die Qualitätsprüfung für additiv gefertigte Metallprodukte ähnelt
der, die man auch für alle gegossenen oder geschmiedeten Teile anwenden
würde. Allerdings unterscheidet sich das Vorgehen. So
kann man konventionell gefertigte Teile beispielsweise mit Wirbelstromsonden
zerstörungsfrei prüfen. Sehr viele Produkte aus Additiver
Fertigung weisen allerdings relativ komplexe Formen auf, so
dass in diesen Fällen eigens entwickelte Sonden nötig werden können.
Derzeit wird 3D-Druck eingesetzt, um einzelne Komponenten
größerer Teile oder Baugruppen zu fertigen. Die Qualitätsprüfung
muss also ebenso auf Ebene der Komponente stattfinden wie auf
Ebene der größeren Baugruppe – um zu gewährleisten, dass die additiv
gefertigte Komponente auch den funktionalen Anforderungen
der Baugruppe genügt. Zu den Aufgaben, die im Zusammenhang
mit Prüfung und Zertifizierung noch zu bewältigen sind, zählt aber:
Richtlinien und Regeln zu entwickeln, die für die Compliance von
Komponenten gelten, die durch Additive Fertigung produziert werden.
Dazu sind Anstrengungen im Bereich Qualitätskontrolle nötig,
im Bereich der koordinierten Normenentwicklung, aber auch im Bereich
der Gesundheits- und Sicherheitsaspekte.
Training in Sachen Additiver Fertigung
Was Qualitätssicherung, Validierung, Prüfung und Zertifizierung der
Produkte aus Additiver Fertigung angeht, muss man derzeit noch relativ
große Lücken konstatieren. ISO und ATSM arbeiten durch ihre
Normierungsanstrengungen daran, diese Lücke zu schließen. Aber
auch global agierende Organisationen für Produktsicherheit und Zertifizierung
wie UL tun bereits einiges, um das Wachstum der Additiven
Fertigung voranzutreiben und Unternehmen bei diesem wichtigen
Schritt zu unterstützen. Einerseits kooperiert UL mit beiden Normierungsorganisationen,
ISO und ATSM, aber UL hilft Unternehmen
auch ganz direkt: durch umfassendes und neutrales Know-how
über Additive Fertigung aus einer Hand. Konkret unterstützt UL dabei,
unternehmensinterne Standards und Guidelines für Additive
Fertigung zu erarbeiten. Auch durch ein umfangreiches Trainingsportfolio
für die Mitarbeiter werden Unternehmen beim Schritt in
die Additive Fertigung unterstützt. Zudem hilft UL durch umfassende
Beratungsleistungen und die Entwicklung von Best Practices bei
der Adaption der neuen Technologie. Denn eines scheint sicher – ob
man die Technologie nun Additive Manufacturing, Generative Fertigung
oder 3D-Druck nennt: Sie wird die Zukunft der Fertigungsindustrie
prägen.
co
Der Autor: Khalid Rafi, Ph.D., Lead Development Engineer –
Additive Manufacturing / 3D printing bei UL, Singapur
64 develop 3 systems engineering 02 2016