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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Tuesday, September 20, 2022, TZ 6 11:30 AM
Additive Fertigung - Lichtbogenverfahren I
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| Title: |
Optisches Überwachungssystem für Auftragschweißprozesse mit dem Lichtbogen
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| Authors: |
Bohdan Vykhtar* / Fraunhofer IAPT, Deutschland
Alexander Marek Richter / Fraunhofer Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT, Deutschland
M. Lingner/ ,
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| Abstract: |
Mit den Lichtbogenauftragprozessen (engl. Wire Arc Additive Manufacturing – WAAM) lassen sich innerhalb kürzester Zeit dreidimensionale Strukturen herstellen. Für eine minimale Wärmeeinbringung und eine gewisse Prozesssicherheit wird besondersdas Cold Metal Transfer (CMT) Verfahren eingesetzt. Um homogene Materialeigenschaften zu erreichen und damit hochwertige Bauteile zu kreieren, sind konstante Schmelzbadeigenschaften unabdingbar. Insbesondere bei höheren Auftragsraten können Prozessinstabilitätenauftreten, die zur Abweichung der Schmelzbadeigenschaften und damit einer Diskrepanz im Soll-Ist-Vergleich führen. Die Überwachung der Schmelzbadeigenschaften ist im jetzigen Stand der Technik über Nahinfrarotkameras und externen Beleuchtungsquellen möglich,führt jedoch nicht am Einsatz preisintensiver Technik vorbei. Zur Nutzung einer kostengünstiger Kameratechnik ist eine Synchronisation zwischen der Kameraaufnahme und dem Zünden des Lichtbogens in Echtzeit notwendig. In diesem Beitrag wird eine Methode basierendauf einem optischen Sensorsystem vorgestellt, die es ermöglicht die Überwachung der Kontinuität der Schmelzbadgeometrie in einem WAAM-Prozess mittels des CMT-Verfahrens durchzuführen und die Schmelzbadeigenschaften in Echtzeit zu bestimmen. Zur Validierungder entwickelten Methode wird das Sensorsystem außerhalb der Prozessachse montiert und die Daten kontinuierlich beim Aufbau dreidimensionaler Strukturen aus Edelstahl aufgezeichnet und in Echtzeit ausgewertet. Es kann gezeigt werden, dass die entwickelte,dynamische Synchronisation der Bildaufnahmen mit dem CMT-Verfahren in der additiven Fertigung die Bildauswertung vereinfacht, die kontinuierliche Prozessauswertung ermöglicht und Schwankungen des Schmelzbads detektiert, welche einen direkten Bezug zu Bauteileigenschaftenhaben.
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