additive 1.2019

Qualitätssicherung SPECIAL
den durch den additiven Fertigungsprozess direkt die
Bauteileigenschaften beeinflusst“, so Springer. „Zum
anderen besteht der Anspruch der additiven Fertigung
darin, hoch komplexe Einzelteile in der geforderten
Qualität herstellen zu können.“
Losgrößen sind zu klein
Bei der Optimierung des Qualitätsniveaus sieht Steffen
Hachtel die größten Herausforderungen. „Während bei
der konventionellen Fertigungstechnik die meist iterativen
Optimierungsschritte auf die Serie umgelegt werden,
führt dies durch die Losgrößen der additiv gefertigten
Bauteile zu Steigerungen von Kosten und Durchlaufzeiten“,
berichtet der Geschäftsführer der Hachtel
Gruppe.
Ein weiteres Hindernis ist seiner Meinung nach die
teils fehlende Reproduzierbarkeit der Bauverfahren.
„Die Hauptaufgabe besteht darin, stabile Fertigungstieren
und Zusammenhänge zwischen den einzelnen
Prozessschritten aufdecken.
Ein besonders wichtiger Einflussfaktor ist das Material
– also das Pulver. „Bei den pulverbettbasierten additiven
Fertigungsverfahren mit Kunststoffen ist einer der
entscheidenden Prozessschritte die Applikation des Pulvers
auf dem Baufeld“, erklärt Manfred Schmid, Leiter
R&D SLS, am Innovation Center for Additive Manufacturing
Switzerland der ETH Zürich. Dies gelte sowohl
für Laser Sintern (LS) als auch für Multijet-Fusion
(MJF).
„Die Qualität des Pulverbetts hinsichtlich Dichte
und Oberflächen determiniert zu einem großen Teil die
Qualität des Bauteils“, erläutert der Experte. „Aus einem
ungenügenden Pulverbett können keine fehlerfreien
Bauteile erwartet werden.“ Damit das Pulverbett
aber die gewünschte Qualität aufweist, müssen laut
„Während bei der konventionellen
Fertigungstechnik
die meist iterativen
Optimierungsschritte
auf die Serie umgelegt
werden, führt dies durch
die Losgrößen der additiv
gefertigten Bauteile
zu Steigerungen von
Kosten und Durchlaufzeiten“,
sagt Steffen
Hachtel Bild: Hachtel
Mit der additiven Fertigung
stellen sich neue
Herausforderungen,
meint Patrick Springer.
„Zum einen werden
durch den additiven Fertigungsprozess
direkt
die Bauteileigenschaften
beeinflusst. Zum anderen
besteht der Anspruch
der additiven
Fertigung darin, hoch
komplexe Einzelteile in
der geforderten Qualität
herstellen zu können“
Bild: Fraunhofer IPA
prozesse zu bekommen und die Haupteinflussgrößen
der Bauparameter auf die Qualität zu ermitteln. Nur
dann ist es möglich, Optimierungen gezielt durchzuführen.
Dabei müssen diese Einflussgrößen jeweils geometrieübergreifend
für einzelne Prozesse und Anlagen spezifisch
erarbeitet werden.“
Da die Einflussgrößen so vielfältig sind, ist es wichtig,
diese zentral zusammenzuführen und miteinander
zu korrelieren. Einzelne Messungen seien nicht genug,
meint Zarnetta. „Gemeinsam mit unseren Kunden haben
wir daher einen integrierten Prozess zur Qualitätssicherung
entwickelt“, so der Experte. „Das heißt, wir
können die relevanten Messdaten der verschiedenen
Prozessschritte in einem System sammeln und visualisieren.“
So ließe sich die Qualität jedes Bauteils dokumen-
Schmid die Fließfähigkeit und die Fluidisierbarkeit des
Pulvers auf den Beschichtungsprozess abgestimmt sein.
Neben der Pulververteilung spielen hier auch die Oberflächen
der einzelnen Pulverpartikel und deren Sphärizität
eine erhebliche Rolle.
Um die Qualität des daraus dann entstandenen Bauteils
zu prüfen, hat sich mittlerweile die Computertomographie
(CT) als wichtiges Werkzeug etabliert. Denn additiv
gefertigte Teile zeichnen sich häufig durch innen
liegende Strukturen aus. Schließlich ist dies einer der
Vorteile des 3D-Drucks. Mithilfe der CT ist es möglich,
diese Bauteile zerstörungsfrei zu prüfen. Daneben lässt
sich mit CT auch die Maßhaltigkeit der Oberflächen beurteilen.
Professor Wenzel-Schinzer, Geschäftsführer
von Wenzel, empfiehlt, auch dafür die Technologie zu
nutzen. „In der Verwendung als Koordinatenmessgerät
setzt sich die CT gerade durch und bietet die Möglich-
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