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Monday, September 17, 2018, Hugo-Eckener-Saal 2:30 PM Additive Fertigung II |
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Detektion von Prozessabweichungen durch Analyse der Schmelzbadgeometrie |
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Dieter Tyralla* / BIAS GmbH, Germany Viktor Hohenäcker / Universität Bremen / BIAS, Deutschland Hannes Freiße/ BIAS - Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH, Deutschland Claus Thomy/ BIAS - Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH, Deutschland Nils Brocke/ OSCAR PLT GmbH, Deutschland Frank Vollertsen/ Universität Bremen / BIAS, Deutschland Michael Schnick/ OSCAR PLT GmbH, Deutschland |
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Das Laser-Pulver-Auftragschweißen ist ein seit vielen Jahren industriell etabliertes Verfahren und gewinnt auch im Gebiet der additiven Fertigung immer mehr an Bedeutung. Um effiziente und qualitativ hochwertige Prozesse für industrielle Anwendungen zu gewährleisten, ist eine Prozessbeobachtung und -dokumentation notwendig. Plötzliche Abweichungen im Prozess führen unmittelbar zu einem Qualitätsverlust des Bauteils. In dieser Arbeit wird ein Ansatz zur kamerabasierten Prozessüberwachung beim Laser-Pulver-Auftragschweißen vorgestellt. Die Energiequelle ist ein neuartiger direktstrahlender Diodenlaser, indem dieses System integriert wurde. Bestandteile dessen sind ein Endoskop und eine Quotienten-Pyrometer-Kamera, mit der das Temperaturfeld im Prozess aufgenommen wurde. Die Bildverarbeitung wurde mit einer LabView-basierten Auswertemethode umgesetzt, die eine Temperaturfeldanalyse mittels Formparametern wie Schmelzbadbreite, Schmelzbadfläche und Schmelzbadverhältnis ermöglicht. Um Prozessstörungen zu simulieren, wurde z.B. eine Pore oder ein Wärmestau durch eine verdeckte Bohrung und einem kleiner werdender Materialquerschnitt abgebildet. Mit Hilfe der Indikatoren konnten diese Störungen sowohl zeitlich als auch örtlich detektiert werden. Bei einem Mehrlagigen Aufbau konnte eine Wärmeakkumulation nachgewiesen werden. Diese Erkenntnisse bilden einen wichtigen Baustein zur Echtzeit-Bildverarbeitung in der Prozessüberwachung. |