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Monday, September 17, 2018, Hugo-Eckener-Saal 2:00 PM Additive Fertigung II |
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Adaptive Prozessregelung und -überwachung durch taktile und laserstrahlbasierte Messprinzipien |
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Erik Spaniol* / TU Dresden, Institut für Fertigungstechnik, Professur für Fügetechnik und Montage, Deutschland Martin Hertel/ TU Dresden, Institut für Fertigungstechnik, Professur für Fügetechnik und Montage, Deutschland Uwe Füssel/ TU Dresden, Institut für Fertigungstechnik, Professur für Fügetechnik und Montage, Deutschland |
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Die zunehmende Digitalisierung von industriellen Wertschöpfungsketten erfordert die Entwicklung von neuen, intelligenten Fertigungstechnologien, die sich nicht nur durch einen hohen Automatisierungsgrad auszeichnen, sondern auch in der Lage sind, eine hohe Bandbreite an komplexen Bauteilgeometrien in geringer Stückzahl bei gleichzeitig niedrigen Fertigungskosten herzustellen. Lichtbogenbasierte additive Fertigungstechnologien kommen vor allem bei der Herstellung von großvolumigen Bauteilen zum Einsatz, da diese sich durch hohe Abschmelzleistungen auszeichnen. Aufgrund der hohen Prozessdynamik von MSG-Prozessen können die Anforderungen an die geometrische Maßhaltigkeit sowie die werkstofftechnischen Eigenschaften bisher jedoch nur teilweise erfüllt werden. Während des Aufbauprozesses führen bereits kleinste Temperatur- und Geometrieeinflüsse dazu, dass die Raupengeometrie und damit die Aufbauhöhe lokal schwanken. Vor allem bei einer hohen Lagenanzahl führen bereits kleinste Schwankungen in der Aufbauhöhe zu einer maßgeblichen Veränderung des Stickouts und damit weiterführend auch aller weiteren Prozessparameter. Zur Realisierung einer zuverlässigen Prozessstabilität ist daher die Gewährleistung eines konstanten Stickouts während des Aufbauprozesses trotz variabler Umgebungsbedingungen von zentraler Bedeutung. Im Rahmen des Beitrags werden taktile und laserbasierte Messprinzipien vorgestellt mit denen die Stickoutlänge während des Aufbauprozesses zu jeder Zeit konstant gehalten werden kann. Dabei werden die ortsabhängigen Messdaten der Stickoutlänge durch eine neuartige Prozesssteuerung verarbeitet, welche die in einer CNC-Steuerung hinterlegten Stützpunkte des Brennerverfahrweges vollautomatisch korrigiert. Die Prozessregelung kann auf unterschiedlichste Bauteilgeometrien angewendet werden und führt zu einer deutlichen Steigerung der Prozessstabilität. Infolgedessen können sowohl die geometrische Maßhaltigkeit als auch die mechanisch-technologischen Gütewerte denen von konventionell hergestellten Bauteilen angenähert werden. Des Weiteren werden Möglichkeiten vorgestellt, wie das eingesetzte laserbasierte Messsystem zur vollautomatisierten Erfassung und Analyse der Raupengeometrie in Abhängigkeit unterschiedlichster Prozessparameter angewendet werden kann. |