InÜberseEnDruck – In-Situ Überwachung und KI-basierte Defekterkennung im endlosfaser 3D-Druckprozess mit Entwicklung eines variablen Druckbetts zur materialfreien Supportgenerierung
Entwicklung eines variablen Druckbetts und einer kamerabasierten In-Situ Überwachung des endlosfaser 3D-Druckprozesses zur Defekterkennung und Faserlokalisierung.
Projektpartner
BRIGHT Testing GmbH
Laufzeit
01.06.2024 – 31.12.2026
Fördergeber
BMWi ZIM
Motivation
Der Endlosfaser-3D-Druck birgt großes Potenzial für Strukturbauteile, ist jedoch aktuell zu fehleranfällig und schwer zu validieren. Häufige Probleme wie Unter-/Überextrusion, fehlerhafte Faserpositionierung und unzureichendes Verschmelzen der Materialien beeinträchtigen die Bauteilqualität erheblich, wobei viele Defekte nach dem Druckprozess nicht direkt sichtbar sind. Zur Lösung wird eine automatisierte Prozessüberwachung entwickelt, die In-Situ Defekte und die Faserposition erkennt. Zudem soll ein variables Druckbett die bisher üblichen gedruckten Supportstrukturen ersetzen. Dies spart Material, senkt Produktionszeit und Kosten, da die aufwändige Entfernung von Supportstrukturen entfällt. Die angestrebte Lösung zielt auf mehr Effizienz, Nachhaltigkeit und Automatisierung für industrielle Anwendungen ab.
Vorgehen
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines variablen Druckbetts, bestehend aus mindestens 10 separat verfahrbaren Heizbettsegmenten, welche zusätzlich angewinkelt werden können. Dieses Druckbettkonzept soll zudem ergänzt werden durch zwei seitliche Stützen mit mindestens drei Freiheitsgraden zur Generierung von Support bei Überhängen über bereits gedruckten Bereichen. Die Herausforderung wird die Entwicklung der Teleskopstangen samt Verwinkelungsmechanismus, sowie die softwareseitige Lösung der Ansteuerung und Implementierung in Slicing-Programmen. Die Prozessüberwachung soll kamerabasiert die Fasern lokalisieren und Defekte detektieren. Dazu müssen Bilder positionsgetreu aufgenommen und mithilfe von KI-Algorithmen bedarfsgerecht analysiert werden. Im Zusammenschluss sollen beide Entwicklungen den Endlosfaser-3D-Druck maschinen- und materialunabhängig robuster machen.
Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung des Projekts, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter der Schiene „ZIM“ gewährt wurde. (Förderkennzeichen: KK5135827KL4)
Ansprechpartner
Jan Seiffert, M.Sc.; Dipl.-Ing. Thomas Wettemann