Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Ableitung von Gütekriterien zur adaptiven Prozesssteuerung bei der lichtbogenbasierten hybriden Fertigung

Die lichtbogenbasierte additive Fertigung ist eine aufstrebende Fertigungstechnologie. Allerdings wird hierbei bisher auf eine statische Abfolge aus additiven Prozessschritten zum Materialauftrag und subtraktiven Prozessschritten zur Fehlerkorrektur gesetzt. Der Fertigungsvorgang selbst wird dabei nicht durch die Fertigungsanlage überwacht. Durch die Einführung von Gütekriterien soll eine Möglichkeit geschaffen werden, den Fertigungsfortschritt zu bewerten und den weiteren Fertigungsprozess adaptiv in Abhängigkeit vom Ist-Zustand des bereits gefertigten Bauteils zu steuern. Als Gütekriterien sollen der globale Baufortschritt sowie die Ausprägung von Erhebungen und Senken herangezogen werden. Den Ausgangspunkt für die Berechnung der Gütekriterien bildet das Oberflächenrelief der zuletzt gefertigten Lage, welches mit Hilfe eines in die Fertigungsanlage integrierten Laserliniensensors ermittelt werden soll.

Im Rahmen des Forschungsprojektes soll eine hybride Fertigungsanlage, welche sowohl den additiven als auch den subtraktiven Prozessschritt durchführt, um einen Laserliniensensor erweitert sowie eine Schnittstelle geschaffen werden, mit deren Hilfe der Messvorgang gesteuert wird. Darauf aufbauend soll durch Sensordatenfusion ein Oberflächenrelief der letzten additiv gefertigten Lage berechnet werden, aus dem die quantitativen Werte der Gütekriterien resultieren, welche schlussendlich die Entscheidungsgrundlage für eine adaptive Prozesssteuerung bilden.

Ziele des Projekts sind die Senkung der Produktionskosten, die Einsparung von Material, die Reduktion der Produktionsdauer sowie die Ermöglichung einer vollautomatisierten Bauteilfertigung ohne Prozessüberwachung durch Bedienpersonal. Von den Verbesserungen sollen vor allem kleine und mittlere Unternehmen profitieren und so der Wirtschaftsstandort Deutschland gestärkt werden.