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Ausschuss adé Forscher zeigen Robotersystem für die Qualitätssicherung beim 3D-Druck

Quelle: Fraunhofer-IPA 2 min Lesedauer

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Die additive Fertigung birgt für Designer ein Maximum an Freiheiten. So lassen sich auch bionische Bauteile – etwa für den Flugzeugbau – herstellen. Jetzt gibt es auch die nötige Kontrollmöglichkeit ...

Ohne effiziente Qualitätskontrolle nützt bekanntlich der produktivste Herstellungsprozess nichts. In Sachen additive Fertigung hat man jetzt am Fraunhofer-IPA ein entsprechendes robotergestütztes System geschafften, dass Flugzeugbauern das Leben erleichtert, wie es heißt.(Bild: Fraunhoger-IPA / R. Bez)
Ohne effiziente Qualitätskontrolle nützt bekanntlich der produktivste Herstellungsprozess nichts. In Sachen additive Fertigung hat man jetzt am Fraunhofer-IPA ein entsprechendes robotergestütztes System geschafften, dass Flugzeugbauern das Leben erleichtert, wie es heißt.
(Bild: Fraunhoger-IPA / R. Bez)

Bauteile für die Luftfahrt aus dem 3D-Drucker herzustellen, ist für viele eigentlich eine dubiose Idee, denn schließlich handelt es sich oft um sehr sicherheitskritische Komponenten. Und schließlich müssen die Bauteile engmaschig überprüft werden, bevor sie in Passagier- und Cargomaschinen verbaut werden, wie die Experten vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) erklären. Und bisher bestand das Problem, dass auch baugleiche gedruckte Teile geringfügige Unterschiede haben. Deshalb lassen sich die Ergebnisse der Materialtests nicht hundertprozentig auf artgleiche Teile übertragen. Bisher übliche zerstörende Prüfungen sind wegen des hohen Ressourcen- und Energiebedarfs keine Alternative. Gleiches gelte für aufwendiger Maßnahmen, wie etwa einer Röntgenuntersuchung. Das könnte bald anders werden ...

Ein 6-Achs-Roboter checkt die Härte von 3D-Druck-Teilen

... Denn künftig könnte jedes einzelne Bauteil aus dem 3D-Drucker zerstörungsfrei getestet werden. Das klappe mit einer Prüfmethode, die von der Imprintec GmbH in Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT und der Visiconsult GmbH im Projekt „Enabl3D“ erprobt wurde. Die Qualitätseigenschaften werden dabei über Eindringprüfung, Prozessmonitoring und Mikro-Computertomografie erfasst – und zwar am fertigen Bauteil. Das Ganze soll schnell und zuverlässig ablaufen. Im Rahmen eines Teilprojekts holte man auch noch die Experten vom Fraunhofer-IPA an Bord. Das Ziel war es, den Messkopf für eine automatisierte Anwendung mit einem 6-Achs-Industrieroboter zu kombinieren. Mit Imprintec haben die IPA-Experten dann erste Versuche und Machbarkeitsstudien durchgeführt, um den Messkopf über den Roboter in Serienfertigungen integrieren zu können.

Erste Messungen stimmen die Forscher positiv

Die Herausforderung bestand darin, dass während das Messsystem im Prüflabor fest auf einem Tisch steht, durch den Roboterarm Ungenauigkeiten auftreten können. Die Forscher untersuchten deshalb, ob der Roboter mit seinem Arm auch alle gewünschten Messpunkte am Bauteil erreichen kann und mit welcher Genauigkeit sich die Messungen wiederholen lassen. Der Fokus lag auf der Positionierbarkeit, der Positioniergenauigkeit und der Qualität der Messungen, heißt es konkret dazu. Die Arbeit hat sich demnach gelohnt, denn das Ergebnis ist nach Aussage der Beteiligten durchweg positiv. So konnten alle gewünschten Messpunkte mit dem Roboter angesteuert und untersucht werden. Auch die Qualität der Messungen war sehr gut, wie man betont. Die Abweichung lag dabei lediglich im einstelligen Prozentbereich, was für eine Pionieranwendung sehr gut ist, wie es abschließend heißt.

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