Intelligente Deformationskompensation im 3-D-Druck

Ausgangslage

Die Maßhaltigkeit und die Reproduzierbarkeit von Bauteilen ist neben der Wirtschaftlichkeit eines additiven Verfahrens ein wesentliches Kriterium für den Einsatz dieser Technologie in der Serienfertigung. Das pulverbasierte 3-D-Drucken bietet speziell in der letztgenannten Voraussetzung aufgrund der niedrigen Material- und Prozesskosten ein hohes Potenzial.

Die Verfestigung der Bauteilschichten erfolgt durch das selektive Einbringen eines chemischen Binders. Die Reaktion des Binders mit dem Pulver führt jedoch zu einer Schwindung der Bauteile, was eine Deformation zu Folge hat. Durch gezielte Vermeidung dieser Fehler und somit einer Verbesserung der Maßhaltigkeit kann der wirtschaftliche Vorteil des 3-D-Druckens verstärkt werden.

Ziel des Projekts

Das Ziel dieses Projekts, das von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert wird, ist, charakterisierbare und reproduzierbare Deformationen zu erfassen. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse soll vor der additiven Fertigung eine Kompensation der Bauteile erfolgen, um Bauteilfehler auszugleichen oder zu reduzieren. Dadurch kann die Produktion von Ausschuss sowie der Aufwand für die Nachbearbeitung gesenkt werden. Das zu entwickelnde Kompensationswerkzeug soll direkt in die Bediensoftware der Anlage integriert werden. Der Anwender wird so intuitiv auf kritische Bereiche hingewiesen und erhält die Möglichkeit zur lokalen Skalierung und Vordeformation der CAD-Daten.

Vorgehensweise

Im Rahmen diese Projekts werden Geometrieabweichungen im 3-D-Druck durch die Anfertigung von Referenzbauteilen unter Berücksichtigung einer systematischen Parametervariation erfasst und charakterisiert. Basierend auf diesen Erkenntnissen werdne Simulationsmodelle erzeugt, welche die ermittelten Deformationen abbilden. Anhand der gewonnenen Erfahrungswerte und den Ergebnissen der Simulationen werden Korrekturstrategien erarbeitet und getestet. Die ausgewählte Strategie wird in die Anlagensoftware impelmentiert und deren Anwendbarkeit auf relevante Bauprozesse gezeigt.

Projektpartner

• Alphaform AG
• BMW Group
• FORWISS Passau
• Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG
• Schübel GmbH
• voxeljet technology GmbH