Gemeinsames Kooperationsprojekt „DynAMics“ mit der Technischen Universität Chemnitz
Die IfU Diagnostic Systems GmbH arbeitet seit Mai 2023 mit der Technischen Universität Chemnitz im Rahmen des MINT-Fachkräfteprogramms ESF Plus 2021-2027 im Vorhaben „DynAMics – Dynamisches Modul zur Charakterisierung des Laserschmelzprozesses mittels Messung der emittierten Strahlung der Erstarrungszone“ zusammen.
Das Vorhaben beschäftigt sich mit dem selektiven Laserschmelzprozess (SLM), welcher es ermöglicht, hochkomplexe Bauteile zu fertigen, welche durch klassische Zerspanungsprozesse nicht herstellbar sind. Es wird eine feine Pulverlage mit einer Dicke von nur 30-60μm auf eine Bauplattform aufgebracht und anschließend durch einen Laserstrahl selektiv verschweißt.
Dabei können unvollständige Verbindungen zum Untergrund entstehen (Defekte). Zur Erfassung dieser und anderer Störgrößen wird von vielen Herstellern der Strahlschmelzanlagen eine insitu-Charakterisierung angeboten (u.a. auch durch IfU). Das Messprinzip besteht zumeist darin, dass die Emissionen des flüssigen Schmelzbades mit Hilfe von Photodioden im Strahlengang des Lasers erfasst und mit Positionsdaten des Laserscanners verknüpft werden. Kleine Störungen mit einem Durchmesser von 20-50μm werden gänzlich vom übrigen Schmelzbad überstrahlt.
Das DynAMics-Vorhaben hat das Ziel ein neues Messprinzip mit zugehöriger Datenverarbeitung zu erforschen, welches den Abkühlvorgang während der Erstarrung analysiert. Anstelle von Photodioden sollen dazu CMOS-Sensoren verwendet werden, welche nicht nur einen einzelnen Bildpunkt darstellen, sondern ein ganzes Feld. Durch Ausblendung der heißen Zone sollen sich erstmals die tatsächlichen Problembereiche identifizieren und Porengrößen ableiten lassen. Mit der Weiterentwicklung der verfügbaren Kamera- und Rechentechnik ist eine Steigerung der Detailauflösung möglich, wodurch das zu entwickelnde System zukunftsfähig ist.