Die heutige AM Serienproduktion konfrontiert die additive Fertigung mit hohen Qualitätsansprüchen. Neben der Masshaltigkeit, braucht es auch Sicherheit für das aufgebaute Gefüge im Bauteil.
Anders als bei der zerspanenden Fertigung wo als Qualitätskontrolle "nur" die Masshaltigkeit innerhalb der geforderten Toleranzen sein muss, ist das Gefüge und deren Qualität in der additiven Fertigung zusätzlich zu prüfen, beziehungsweise sicher zu stellen.
Es entsteht aus Pulver ein Bauteil mit den entsprechenden Werten die mit der eingesetzten Technologie möglich ist. Erschwerend hinzu kommt, dass die Maschinen von unterschiedlichen Herstellern, obwohl mit der «gleichen» Technologie, meistens nicht das gleiche baut. Hier der Vermerk, dass dies eine IST-Aufnahme ist (2018) und die noch junge Technologie sich mittelfristig auf einen Produktionsstandard einigen muss, der dies Sicherstellen wird. Bis dahin ist aber jeder Dienstleister und Anwender noch in der Beweispflicht für seine Qualität.
Grundsätzlich ist es möglich, dass mit der additiven Fertigung im Laser Melting (LM) Verfahren, die gleichen mechanischen Eigenschaften erreicht werden, wie beim Stangenmaterial in der Zerspanung. Um dies aber immer wieder zu erreichen, speziell in der Serienfertigung ein unabdingbares muss, gilt es mit diverse Massnahmen diese geforderte Bauqualität sicherzustellen. Da es auch hier zur Zeit noch keinen Qualitäts/Massnahmenstandard gibt, haben wir bei ECOPARTS, basierend auf unserer Erfahrung, hierfür eigene Prozesse definiert.
Voraussetzung für die grundlegende AM-Qualität ist der Einsatz des «richtigen» Pulvers und ein entsprechend leistungsstarker Maschinenpark. Der von Ecoparts definierte und eingesetzte Qualitätsprozess stellt sicher, dass die definierte Qualität reproduzierbar ist. Sei dies in der Serie oder jederzeit für Ersatzteilen on demand.
Die wichtigsten Punkte dieses Standards sind:
- Q-Prüfung des angelieferten Pulvers
- Pulver Handling Prozesse
- Pulver Reinigung und Einsatz des Recycling Pulvers
- Datenaufbereitung / Datensicherheit
- Einsatz geprüfter Parametersätze
- Regelmässige Kalibrierung der Laserenergie und der Fokuslage
- Testverfahren zur allgemeinen Masshaltigkeit
- Periodische Aufbau/Prüfung von Zugstäben, Prüfwürfel
- Regelmässiger allgemeiner Unterhalt und offizielle Wartung der Maschinen
Diese Massnahmen geben uns die Sicherheit, dass wir jederzeit in der bestmöglichen Qualität produzieren. Nach Kundenbedarf und Anforderungen kommen folgende Methoden zur Prüfung des Bauteils zum Einsatz :
- Job-Report der Maschine zum jeweiligen Bauprozess
- Endprüfung definierter Nennmasse (gem. Zeichnung)
- Prüfbericht gem. Prüfanweisung Kunde
- Prüfbericht Dichtbestimmung (Archimedische Prüfung)
- Prüfung durch Zugproben (DIN 50125)
- Farbeindringprüfbericht (nach DIN EN 571-1)
- 3D-Scan Dokumentation
- CT-Prüfbericht
Zusätzlich prüfen wir die neuen Möglichkeiten der Live Analyse des Bauprozesses. Sogenannte «Online Diagnose Tool’s» oder auch «Melt Pool Analysen». Diese überprüfen Live den Bauprozess in der Maschine. Das Ziel ist am Ende, oder sogar schon während eines AM Fertigungsprozesses, einen kompletten 3D Datensatz des Bauteiles zu haben, der eine detaillierte Beurteilung des Schmelzprozesses zulässt. Durch ein, auch in der Astronomie verwendetes Kamerasystem, wird die Strahlungsenergie jeder einzelnen Lage (Layer) während des Bauprozesses überprüft, um den ordnungsgemäßen und fehlerfreien Fertigungsprozess zu dokumentieren. Dies wird künftig die Beweisführung der Bauteilequalität sicherstellen.
