29 Jul Standardisierung soll den Wartungsaufwand beim 3-D-Druck senken
Additive Fertigung: Das Fraunhofer ILT arbeitet an einem Projekt zur Standardisierung der Maschinenzustandsüberwachung für das Laser-Powder-Bed-Fusion-Verfahren (LPBF). Im Mittelpunkt steht die Auswahl und Qualifizierung bildgebender Sensorik; das Ziel ist eine kostensenkende Handlungsempfehlung für Endanwender.
ASTM International, eine US-amerikanische nicht staatliche Standardisierungsorganisation und seit 2009 mit dem ASTM-Komitee F42 führend bei der Standardisierung der Additiven Fertigung, hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT als Partner eines Projekts ausgewählt, das Standards für die Maschinenzustandsüberwachung beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzverfahren LPBF entwickeln soll. Niklas Prätzsch, Projektleiter im Kompetenzfeld Laser Powder Bed Fusion am ILT, verweist auf die 25-jährige Erfahrung seines Instituts auf dem Gebiet der der Additiven Fertigung sowie auf die Fähigkeit, Expertenwissen gewinnbringend mit digitalen Technologien zu kombinieren. »Nach abschließender Bewertung der eingereichten Vorschläge durch die ASTM-Exekutivabteilung für Forschung und Innovation, F42.90.05, wurden wir als neuer Projektpartner ausgewählt«, erklärt Prätzsch.
Datenbasiertes Condition Monitoring als Entscheidungshilfe
Die Überwachung von LBPF-Anlagen und deren verschleißanfälligen, teuren optischen Systeme stellen hohe Anforderungen an die Reinheit. Sehr feines Metallpulver kann die Optiken im Prozess verschmutzen; sie müssen daher regelmäßig präventiv gereinigt werden. Da immer mehr optische Systeme bei immer höheren Laserleistungen zum Einsatz kommen, nehmen Belastung, Ausfallwahrscheinlichkeit und Wartungsaufwand zu. Demgegenüber sind die Wartungsrichtlinien der Hersteller oft sehr konservativ, sodass Anwender die Komponenten zu früh austauschen, womit Betriebskosten, Stillstandszeiten und der Verbrauch an Ersatzteilen steigen.
Die ILT-Aktivitäten fokussieren nun zum einen auf die Auswahl und Qualifizierung bildgebender Sensorik, um die hochbelasteten optischen Systeme in LPBF-Anlagen zu überwachen. Zum anderen sollen Handlungsempfehlungen abgeleitet werden, welche die Anwender anhand eines Standards dazu befähigen, selbstständig den Zustand optischer Systeme zu erfassen. Aufgrund fundierter Informationen über den realen Systemzustand – anstelle von subjektivem Empfinden oder Erfahrung – sollen sie Wartungszyklen künftig besser als bisher planen können.
Die Standardisierung soll Anwender der Technologie in die Lage versetzen, eine eigene Datenbasis zu generieren und die Daten richtig zu interpretieren. Das Ziel ist eine standardisierte Entscheidungshilfe, die dem Endanwender empfiehlt, wann und wie er eine Wartung oder Kalibrierung durchführen sollte.
