Mit gesicherter Qualität in die Serienproduktion

Die heutige AM Serienproduktion konfrontiert die Additive Fertigung mit hohen Qualitätsansprüchen.

Neben der Masshaltigkeit braucht es auch Sicherheit für das aufgebaute Gefüge im Bauteil. Anders als bei der zerspanenden Fertigung wo als Qualitätskontrolle „nur“ die Masshaltigkeit innerhalb der geforderten Toleranzen stimmen muss, ist das Gefüge und deren Qualität in der Additiven Fertigung zusätzlich zu prüfen, beziehungsweise sicher zu stellen.

Aus Pulver entsteht ein Bauteil mit den entsprechenden Werkstoffeigenschaften des Stangenmaterials, jedoch ist zu beachten, dass die Maschinen von unterschiedlichen Herstellern mit der «gleichen» Technologie meistens nicht das Gleiche bauen. Hier der Vermerk; dies ist eine IST-Aufnahme (2018). Die noch junge Technologie muss sich mittelfristig auf einen Produktionsstandard einigen, der dies sicherstellen wird. Bis dahin ist aber jeder Dienstleister und Anwender noch in der Beweispflicht für seine Qualität.

Grundsätzlich erreichen wir bei ECOPARTS mit der Additiven Fertigung im Laser Melting (LM) Verfahren die gleichen mechanischen Eigenschaften wie beim Stangenmaterial in der Zerspanung.
Um dies sicherzustellen, speziell in der Serienfertigung ein unabdingbares Muss, gilt es mit diversen Massnahmen die geforderte Bauqualität zu gewähren. Da es im Moment noch keinen Qualitäts-/Massnahmenstandard gibt, haben wir bei ECOPARTS, basierend auf unserer Erfahrung eigene Prozesse entwickelt.

Voraussetzung für die grundlegende AM-Qualität ist der Einsatz des «richtigen» Pulvers und ein leistungsstarker Maschinenpark. Der von Ecoparts vorgegebene und eingesetzte Prozess stellt sicher, dass die definierte Qualität reproduzierbar ist. Sei dies in der Serie oder jederzeit für Ersatzteile „on Demand“.

Die wichtigsten Punkte dieses Standards sind:

  • Q-Prüfung des angelieferten Pulvers
  • Pulver Handling Prozesse
  • Pulver Reinigung und Einsatz des Recycling Pulvers
  • Datenaufbereitung / Datensicherheit
  • Einsatz geprüfter Parametersätze
  • Regelmässige Kalibrierung der Laserenergie und der Fokuslage
  • Testverfahren zur allgemeinen Masshaltigkeit
  • Periodische Prüfungen von Zugstäben und Prüfwürfeln
  • Regelmässiger, allgemeiner Unterhalt und periodische Wartung der Maschinen durch die Hersteller

Diese Massnahmen geben uns die Sicherheit, dass wir jederzeit in der bestmöglichen Qualität produzieren. Nach Kundenbedarf und Anforderungen kommen folgende Methoden zur Prüfung des Bauteils zum Einsatz:

  • Job-Report der Maschine zum jeweiligen Bauprozess
  • Endprüfung definierter Nennmasse (gem. Zeichnung)
  • Prüfbericht gem. Prüfanweisung Kunde
  • Prüfbericht Dichtebestimmung (Archimedische Prüfung)
  • Prüfung durch Zugproben (DIN 50125)
  • Farbeindringprüfbericht (DIN EN 3452-1)
  • 3D-Scan Dokumentation
  • CT-Prüfbericht

Zusätzlich prüfen wir die neuen Möglichkeiten der Live Analyse des Bauprozesses. Sogenannte «Online Diagnose Tool’s» oder auch «Melt Pool Analysen». Diese überprüfen live den Bauprozess in der Maschine. Das Ziel ist am Ende des Prozesses, oder während der AM Fertigung, eine komplette 3D Analyse des Bauteils zu haben, die eine detaillierte Beurteilung des Schmelzprozesses zulässt. Durch ein, auch in der Astronomie verwendetes Kamerasystem, wird die Strahlungsenergie jeder einzelnen Lage (Layer) während des Bauprozesses überprüft, um den ordnungsgemässen und fehlerfreien Fertigungsprozess zu dokumentieren. Dies wird künftig die Beweisführung der Bauteilqualität sicherstellen.

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