Forscher revolutionieren 3D-Metalldruck mit KI und Hochgeschwindigkeitskameras

Corinna Schinke
Corinna Schinke
2 Min.
Eine Laser-Schneidmaschine in einer Fabrik strahlt helles Licht aus und erleuchtet die umliegende Fläche mit einer Wand auf der rechten Seite und einigen Gegenständen im Hintergrund.Corinna Schinke

Forscher revolutionieren 3D-Metalldruck mit KI und Hochgeschwindigkeitskameras

Forscherinnen und Forscher am LaserAnwendungsZentrum (LAZ) der Hochschule Aalen arbeiten daran, die Stabilität und Effizienz des pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzens von Metallen (PBF-LB/M) zu verbessern. Dieses additive Fertigungsverfahren kommt in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Automobilproduktion weitverbreitet zum Einsatz. Das Team setzt dabei auf fortschrittliche Bildgebungs- und Überwachungstechniken, um die Technologie weiter zu verfeinern.

Für das Projekt kommen zwei leistungsstarke USB3-Industriekameras des Herstellers IDS Imaging Development Systems zum Einsatz. Eine USB3-uEye-CP-Kamera erfasst globale, dynamische Aspekte des PBF-LB/M-Prozesses, etwa die Entstehung von Spritzern und Rauch. Parallel dazu liefert eine USB3-uEye-SE-Kamera hochauflösende, statische Analysen der Pulverschichten und Bauteilgeometrien.

Ein zentraler Bestandteil der Forschung ist die Hochgeschwindigkeits-Prozesssteuerung mit Temperaturrückkopplung. Ziel ist es, essenzielle Daten für die Optimierung von Fertigungsprozessen, die Entwicklung neuer Materiallegierungen und die Verfeinerung von Bauteildesigns zu gewinnen. Diese Fortschritte sollen die Qualität, Reproduzierbarkeit und Gesamt effizienz in der PBF-LB/M-Produktion steigern.

Ein importantes Anwendungsfeld dieser Forschung ist das Projekt DURABLE, das sich auf die Herstellung plasmazugewandter Komponenten für Fusionsreaktoren konzentriert. Durch den Einsatz optimierter PBF-LB/M-Verfahren mit Wolfram- und Kupferlegierungen strebt das Projekt eine Industrialisierung der Produktion mithilfe der LMD/EHLA-Systeme von Toolcraft in Deutschland an. Für die Zukunft ist zudem geplant, künstliche Intelligenz zu integrieren, um dynamische und statische Prozessbeobachtungen automatisch auszuwerten.

Die Arbeiten am LAZ könnten zu bedeutenden Fortschritten in der additiven Fertigung führen. Durch die Kombination von Hochgeschwindigkeitsbildgebung, Temperaturrückkopplung und KI-gestützter Analyse will das Team die Prozesskontrolle und Materialentwicklung weiter stärken. Von diesen Verbesserungen könnten Branchen profitieren, die auf komplexe, hochleistungsfähige Metallkomponenten angewiesen sind.

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