Herausforderungen bei additiv gefertigten Bauteilen
Die additive Fertigung ist noch eine recht junge Fertigungsmethode, mit der sich sehr komplexe Bauteilformen mit filigranen inneren Strukturen entwickeln lassen, die vielfältig einsetzbar sind.
Dabei werden Materialien sukzessive aufgetragen – der Produktentwicklungsprozess verlangt somit sorgfältig aufeinander abgestimmte Parameter.
Um die Entwicklungsphase zu verkürzen, sollten Fertigungsfehler frühzeitig entdeckt werden. Hierbei hilft die zerstörungsfreie Prüfung additiv gefertigter Bauteile mittels CT.
Typische Fehler an Bauteilen aus Metall sind dabei:
- Stützstrukturreste an schwer zugänglichen Stellen
- innere Defekte am Bauteil
- Risse
Beim 3D-Kunststoffdruck treten folgende Probleme häufig auf:
- Über- oder Unterextrusion
- Fäden ziehen sich
- lokale Überhitzung
Die CT ermöglicht es, komplexe additiv gefertigte Bauteile ganzheitlich zu erfassen: Selbst verborgene und schwer zugängliche Oberflächen können dabei überprüft werden. Zudem kann die Grundlage für einen Soll-Ist-Vergleich geschaffen werden.
CT-Aufnahme zeigt Stützstrukturreste
CT-Aufnahme zeigt Delamination
Praktisches Beispiel: Inspektion eines Aluminium-Radträgers mit komplexer Struktur
Die Herausforderung
Durch das komplexe Fertigungsverfahren von Produkten aus additiver Fertigung, wie beispielsweise Radträgern, müssen die einzelnen Produktionsstufen exakt aufeinander eingestellt werden. Ein schnelles Feedback zur Qualität des Radträgers gleich zu Beginn des Prozesses ist aufgrund seiner komplexen bionischen Struktur daher von hoher Bedeutung.
Mögliche Folgen
Werden Fertigungsfehler nicht oder nur unzureichend entdeckt, kann es zu hohen Ausschussquoten kommen. Vor allem bei sicherheitsrelevanten Bauteilen des Fahrwerks kann eine unzuverlässige Analyse gravierende Folgen haben: Ein Ausfall des Radträgers erhöht das Risiko für einen schweren Unfall.
Vorteile der CT-Prüfung
Die CT-Inspektion verkürzt die Entwicklungszyklen in der additiven Fertigung und adressiert die durch die FMEA identifizierten Risiken. Zudem werden die erforderlichen teuren Prototypen durch die zerstörungsfreie Prüfung für eine Vielzahl von Merkmalen reduziert.
Aluminium-Radträger