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Das Schmelzbad fest im Blick

Prozessüberwachung: EOS nutzt Lichtemissionen des Schmelzbades
Das Schmelzbad fest im Blick

„Pro Schmelzpunkt, pro Schicht, pro Bauteil“: das ist das Motto der automatischen Schmelzbad-Überwachung und -Analyse während des Laser-Sinter-Prozesses. Bild: EOS
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Additive Fertigung | Was passiert ganz vorne am Schmelzpunkt beim Laser-Sintern? Um es zu erfahren, nutzt EOS die Lichtemissionen des Schmelzbads bei seinem Tool zur Echtzeit-Prozessüberwachung.

„Pro Schmelzpunkt, pro Schicht, pro Bauteil“ – das ist das Motto des Monitoring-Tools, das Additiv-Manufacturing-Pionier EOS auf der Formnext im November präsentierte. Es hat die Aufgabe, den additiven Fertigungsprozess lückenlos zu überwachen. „Eostate MeltPool“ stellte das Unternehmen als Erweiterung des DMLS-Systems EOS M 290 für das „Direkte Metall Laser-Sintern“ vor, konzipiert also für Metallteile.

„Entwickelt haben wir diese leistungsstarke und intelligente Monitoring-Lösung gemeinsam mit Plasmo Industrietechnik, einem weltweit tätigen Hightech-Anbieter automatisierter Qualitätssicherungssysteme“, erklärte anlässlich der Präsentation Dr. Tobias Abeln, Geschäftsführer Technik und Entwicklung (CTO) bei EOS. „Wir möchten damit Maßstäbe setzen für ein hochwertiges Monitoring des additiven Bauprozesses.“
Damit ist der Anspruch klar, den die Neuerung erfüllen soll: Den Forderungen der Industrie nachzukommen, die Qualitätssicherung auf ein neues Niveau zu heben und damit die Tür ein Stück weiter zu öffnen für Additive Manufacturing als zuverlässigem Verfahren für die Serienfertigung.
Reproduzierbare Bauteilequalitäten sind gefragt. Es geht darum, Vertrauen in eine neue Technologie aufzubauen, auf die der Markt inzwischen wartet – insbesondere einige große Player wie etwa in der Luftfahrtindustrie. Grund genug, im folgenden Industrieanzeiger-Interview (ab S. 56) nachzufragen, was technisch hinter der neuen Prozessüberwachungsmethode steckt.
Die Funktionsweise selbst erklärt EOS so (hier leicht verkürzt): Während des DMLS-Bauprozesses misst Eostate MeltPool die Lichtemissionen des Schmelzbades mithilfe von Sensoren. Die Hardware zur Datenerfassung besteht aus zwei Fotodioden (eine entlang des Strahlengangs, die zweite für das gesamte Baufeld), einem Kameraadapter, einem speziellen Signalverstärker und Spektralfiltern, die das Prozesslicht vom reflektierten Laserlicht trennen. Die Software bietet eine automatische Fehlerkorrektur der Daten und eine Prozess-Visualisierung und -Bewertung in Echtzeit. Für die Analyse werden die Daten in 2D- oder 3D-Abbildungen aufbereitet und ermöglichen das Bewerten von Auffälligkeiten. Das Tool arbeitet auf Grundlage dreier hochentwickelter Algorithmen, die verschiedene Dateninterpretationen zulassen.
Anwender definiert Schwellwerte für die Fehler-Erkennung selbst
Aus den gesammelten Daten lässt sich auf die Qualität im finalen Bauteil rückschließen. Dafür definiert der Anwender entsprechende Parameter für die Überwachung des Schmelzbades und gibt so Schwellwerte vor, die zu seinen Qualitätsansprüchen passen.
Auf der Grundlage dieser „MPM-Parameter“ wird es nun möglich, im Rahmen der Live-Überwachung während des Bauprozesses „automatisch Fehlerauffälligkeiten zu erkennen“. Eostate MeltPool wird damit zum Instrument für ein qualitätsorientiertes Arbeiten in der Additiven Fertigung. (os)
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