METAV 2018

•••3••• Innovationen Effektive Inline-Kontrolle „IQ4AP“: Qualität im 3D-Druck automatisiert sichern A dditiv gefertigte Bauteile sind die Hoffnungsträger von In- dustrie 4.0. Doch hinsichtlich der Qualität gibt es für den 3D-Druck noch keine Normen. Das Fraunho- fer IPA hat ein System entwickelt, mit dem sich die Qualität schon während des Drucks automati- siert prüfen lässt. Partner aus der Industrie können „IQ4AP“ ab so- fort testen und weiterentwickeln. Mit IQ4AP hat das Fraunhofer IPA ein System entwickelt, das die Qualität im 3D-Druck inline – also schon während des Drucks – auto- matisiert kontrolliert. Die Anwen- dung basiert auf einer Blackbox, die eine Kamera, Beleuchtung und Belüftung enthält. Schlüssel- technologie ist das maschinelle Sehen. Ein Kamerasystem scannt die frisch aufgetragenen Pulver- schichten und die gesinterten Schichten direkt im Prozess. An- schließend werden die Bilder mit mehreren Algorithmen geprüft. „Grobe und feine Defekte wer- den sofort erkannt“, erläutert IPA-Wissenschaftlerin Simina Ful- ga-Beising. „Sogar die Merkmale der gesinterten Schicht, wie zum Beispiel Längen oder Lochdurch- messer, können inline gemes- sen werden. Man erhält damit ein Bauteilqualitätsprotokoll auf Schichtebene.“ Der Maschinenbetreuer wird au- tomatisch benachrichtigt, etwa per SMS oder E-Mail, und kann entscheiden, was zu tun ist. Auch Toleranzen, zum Beispiel der ma- ximale Abstand von Löchern, las- sen sich festlegen. Der Prozess ist jetzt validierbar. „Mit industrieller Computertomographie konnten wir die Ergebnisse des Inline-Qua- litätskontrollsystems bestätigen“, betont Fulga-Beising. 3D -gedruckte Bauteile sind prädestiniert für Industrie 4.0: „Sie vereinen Funktionalität, Fle- xibilität, Komplexität und Indi- vidualität“, sagt die Forscherin. Man kann damit individualisierte Werkstücke mit komplexen Geo- metrien und integrierten Funk- tionalitäten fertigen. Dazu zäh- len zum Beispiel Prothesen oder Orthesen, die genau zum Körper des Trägers passen. Hinzu kommt, dass der 3D-Druck als einziger Produktionsprozess heute schon vollständig digital gesteuert wird. Losgröße 1, die Industrie 4.0 an- strebt, lasse sich damit prinzipiell realisieren, erklärt Fulga-Beising. Bislang hat die additive Fertigung aber noch einen Haken: die Qua- lität. „Für die gesamte Qualitäts- sicherung gibt es noch keine fest etablierten Normen“, kritisiert Fulga-Beising, die auf diesem Ge- biet promoviert hat. Sicherheit und Reproduzierbarkeit lassen sich deshalb nicht garantieren. Gerade in Branchen wie zum Bei- spiel der Medizintechnik seien sol- che Vorgaben aber extrem wich- tig. Hinzu kommt, dass fehlende Qualitätskontrollen während des Drucks hohe Kosten für das Un- ternehmen verursachen. Dr. Simina Fulga-Beising mit einem 3D-gedruckten pneumati- schen Roboter-Auslenk-System zum Entgraten Foto: Fraunhofer IPA / Rainer Bez STARTKLAR FÜR INDUSTRIE 4.0 & CHINA 2025 www.schiess.de vertrieb@schiess.de