Dichtebestimmung in der additiven Fertigung: Neue Erkenntnisse aus dem Fraunhofer IAPT

Die Bestimmung der Dichte additiv gefertigter Bauteile hat signifikanten Einfluss auf deren strukturelle Integrität und Leistung. Eine genaue Dichtebewertung ist unerlässlich, um die Qualität und Zuverlässigkeit der Teile zu gewährleisten und mögliche Defekte oder Poren zu erkennen, die die Festigkeit und Haltbarkeit beeinträchtigen könnten. Das Fraunhofer IAPT in Hamburg führte eine unabhängige Untersuchung der verfügbaren AM-Dichtebestimmungstechnologien durch.

Dabei wurde festgestellt, dass die automatisierte Dichtebestimmung von Dimensionics Density insbesondere in Bereichen empfohlen wird, in denen häufig oder schnell Aussagen über die Dichte gemacht werden müssen.

Der Fraunhofer-Bericht überprüfte neben der Technologie von Dimensionics Density auch die Verwendung von Mikrografien, Computertomographie (CT) und der manuellen Archimedes-Methode. Während alle Methoden grundsätzlich die relative Dichte von AM-Teilen bestimmen können, gibt es erhebliche Unterschiede in Bezug auf Genauigkeit, Auflösung und Wiederholbarkeit.

Laut dem Fraunhofer IAPT-Bericht bietet die automatisierte Dichtebestimmung von Dimensionics Density gegenüber anderen Methoden signifikante Vorteile. Sie entfernt den Benutzer von der Archimedes-Messung, was zu einer deutlich höheren Wiederholbarkeit und geringeren Schwankungen führt. Im Vergleich zu Mikrografien und CT-Scans ist die Messzeit zudem erheblich kürzer.

Philipp Pruesse, Vertriebsleiter bei Dimensionics Density, sagt: “Wir sind sehr erfreut, dass der Bericht des Fraunhofer IAPT die Vorteile des von uns hergestellten automatisierten Dichtebestimmungsverfahrens anerkannt hat. Unser Verfahren basiert auf der bereits erwähnten Archimedes-Methode, jedoch in Kombination mit moderner Automatisierungstechnik. Die zu messenden Proben werden in einen speziellen Bauteilträger gelegt, der auf der Unterseite mit Öffnungen versehen ist. Diese Bauteilträger werden von einem Achsroboter durch die Anlage transportiert und so zentrisch und präzise auf die Waage abgesenkt. Auf der Waage selbst befindet sich ein Aushebegestell mit Stiften, das das Bauteil über die Öffnungen im Bauteilträger anhebt und so aus dem Träger heraushebt. Durch die automatisierte Handhabung ist ein menschlicher Einfluss auf die Messung ausgeschlossen, da die Teile immer identisch auf die Waage gelegt werden. Die Waagen sind schwingungsisoliert ausgeführt. Darüber hinaus werden alle Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftdruck und Wassertemperatur über Klimasensoren erfasst und deren Einfluss auf das Messergebnis direkt im Auswertealgorithmus bei der Dichtebestimmung berücksichtigt.”

Zusammenfassend bietet die automatisierte Dichtebestimmung von Dimensionics Density einen innovativen Ansatz zur Qualitätssicherung in der additiven Fertigung und dürfte in den kommenden Jahren einen bedeutenden Einfluss auf die Branche haben.

Pruesse fährt fort: “Die automatisierte Dichtebestimmungslösung von Dimensionic Density ist auf dem besten Weg, die Analyse der Bauteildichte zu revolutionieren, und wir freuen uns, dass der Bericht des Fraunhofer IAPT ihre Bedeutung für den kritischen Bereich der Validierung von AM-Produktionsbauteilen und -prozessen anerkennt. Die unvergleichliche Genauigkeit und Effizienz der Lösung wird dazu beitragen, Probleme im Zusammenhang mit der Porosität zu erkennen und zu mindern, wodurch die mechanische Integrität, Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit von AM-Bauteilen gegenüber externen Stressfaktoren und Umwelteinflüssen gestärkt wird. Die Anwender werden in der Lage sein, ihre Fertigungsprozesse auf ein neues Niveau zu heben und das wahre Potenzial von AM für validierte AM-Komponenten zu erschließen.”