Ziel des Projekts ist es, die Prüfung von additiv gefertigten Komponenten in der Luftfahrt effizienter zu machen und damit den Einsatz solcher Teile voranzutreiben.
Denn wie die Projektbeteiligten mitteilen, wird additive Fertigung trotz ihrer Möglichkeiten in der Luftfahrt bislang nur zögerlich eingesetzt. Als Grund nennt das BAM die hohen Sicherheitsanforderungen der Branche. Jede sicherheitsrelevante Komponente muss lückenlos auf Fehler geprüft werden können, bevor sie verbaut wird. Das aber ist im 3D-Druck noch ein sehr zeit- und kostenintensiver Prozess. Denn die Bauteile sind meist sehr filigran und individuell ausgelegt. Mögliche Fehlstellen wie kleinste Poren oder Risse sind von außen nicht sichtbar und konventionelle Prüfmethoden stoßen hier an ihre Grenzen.
Qualitätskontrolle im Druckprozess
Das Projekt-Team entwickelt daher eine digitale Methode, mit der sich die Qualität eines 3D-gedruckten Bauteils bereits während des Herstellungsprozesses überwachen und bewerten lässt. So können mögliche Fehler früh erkannt und anschließende Prüfungen reduziert werden. „Wir wollen den Herstellungsprozess transparenter machen und schon während der Fertigung erkennen, ob ein Bauteil den hohen Anforderungen der Luftfahrt entspricht“, sagt Gunther Mohr, Projektleiter für Sonrisa bei der BAM. „Das spart Zeit, Kosten und Ressourcen.“ In der industriellen Bildverarbeitung stellen PC-basierte Systeme oft eine technische Hürde dar. Die Trennung von Bildaufnahme und Datenverarbeitung führt häufig zu Latenzen, erhöhtem Platzbedarf und einem komplexen Wartungsaufwand. Besonders in schnellen Produktionslinien erschwert die Synchronisation zwischen Sensor und externem Rechner eine stabile Prozesskontrolle. ‣ weiterlesen
Präzise 2D-Inspektion mit nativer Edge-Intelligenz
Für das Vorhaben werden mehrere Messsysteme kombiniert, die den 3D-Druckprozess, genauer das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen, überwachen. Bei diesem Verfahren wird Metallpulver schichtweise aufgetragen und mit einem Laser aufgeschmolzen. Die Messsysteme erfassen unter anderem, ob das Pulver gleichmäßig aufgetragen ist und ob die Oberfläche des Bauteils Rückschlüsse auf etwaige Fehlstellen liefert.
Verkürzte Prüfzeiten
Diese Informationen werden mit hochauflösenden computertomographischen Röntgenaufnahmen der Komponenten verknüpft. So können die Signale der Überwachungssysteme gezielt mit den tatsächlichen Eigenschaften des Bauteils verglichen werden. Aus diesen Erkenntnissen lässt sich frühzeitig ableiten, welche Bereiche zukünftig besonders gründlich geprüft werden müssen, was die Qualitätssicherung effizienter macht.
Mit den neuen Methoden sollen Prüfungen deutlich verkürzt sowie ihre Genauigkeit erhöht werden. Das Projekt-Team will damit einen wesentlichen Beitrag zur zuverlässigen Bewertung von Prozessstabilität und Bauteilqualität additiv gefertigter Komponenten leisten und den Einsatz von 3D-gedruckten Bauteilen für die Luftfahrt attraktiver machen.
Partner aus Luftfahrt und Fertigung
An dem Projekt sind neben der BAM Unternehmen der Luftfahrt- und Fertigungsindustrie wie Boeing Deutschland, Liebherr-Aerospace Lindenberg (Verbundführer), die MTU Aero Engines und Materialise sowie als assoziierter Partner Carl Zeiss Industrielle Messtechnik beteiligt. Die Projektfortschritte in regelmäßigen Abständen die Projektfortschritte mit der Agentur der Europäischen Union für Flugsicherheit (EASA) diskutiert, um auch zertifizierungsrelevante Gesichtspunkte zu berücksichtigen. Das Projekt wird im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo VII-1 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.
