Der Fortschritt im generativen Design, in Topologieoptimierung, Leichtbau-Gitterstrukturen und der Simulation ermöglichen komplexere Bauteile. Die mögliche Komplexität in der additiven Fertigung ist ein großes Problem für traditionelle Prüfmethoden: Angesichts von mehr als 50 Parametern, die das Ergebnis eines Metalldrucks beeinflussen können, ist die Qualitätssicherung im 3D-Druck eine Herausforderung.

Neue Technologien verlangen nach Prüfmethoden, welche die neuen Möglichkeiten und Herausforderungen adressieren. Additiv gefertigte Produkte müssen umfassend geprüft werden, um sie für die Nutzung in kritischen Bereichen zertifizieren zu können. Die beste Methode ist Computertomographie (CT). Sie ist die einzige zuverlässige Technologie, um 3D-Druck-Defekte zu identifizieren und somit bestmögliche Qualität sicherzustellen.

Die wichtigsten Ziele der Qualitätskontrolle in der additiven Fertigung sind:

• Sicherstellung und Garantie höchster Qualität von Produkten, die in kritischen Bereichen eingesetzt werden
• Zertifizierung

Die Computertomographie-Technologie (CT) ermöglicht mittels eines CT-Scanners und spezieller Software die umfassende Prüfung von Material/Pulver und gedrucktem Produkt. Und das nicht nur oberflächlich: Das Verfahren erzeugt hochauflösende 3D-Daten, aus denen sich eine Fülle von Informationen herauslesen lassen.

Unsere Software VGSTUDIO MAX ist ein universelles Werkzeug, um die wichtigsten 3D-Druck-Defekte zu identifizieren, angefangen beim Rohmaterial über den Fertigungsprozess bis hin zur Nachbearbeitung. Egal wie komplex die Form auch sein mag, das System ermöglicht es Ihrer Qualitätssicherung, die Prozesse freizugeben und Ihr additiv gefertigtes Bauteil zu inspizieren.

Zum Einsatz kommen unter anderem:

• Koordinatenmesstechnik
• Soll-Ist-Vergleich
• Wandstärkenanalyse
• Porositäts‑/Einschlussanalyse
• Schaum-/Pulveranalyse

So ermöglicht Ihnen VGSTUDIO MAX, das Rohmaterial zu analysieren, das Schmelzbad zu überprüfen und mit den CT-Daten zu vergleichen und sowohl dimensionelle Messtechnik als auch Defektanalysen am und im fertigen Bauteil durchzuführen. So bringen Sie die Qualitätssicherung in der additiven Fertigung auf ein völlig neues Niveau.

Pulver ist die Basis für viele additiv gefertigte Teile. Größe und Formverteilung von neuen und recycelten Pulverpartikeln beeinflussen den Fertigungsprozess. Die Beschaffenheit des Pulvers beeinflusst die Aufbringung und das Verschmelzen und kann Defekte auslösen, die im Bauteil deutlich zu erkennen sind. Pulververunreinigungen, Lufteinschlüsse, Partikelgröße und -form können mit VGSTUDIO MAX automatisch für Zehntausende von Partikeln analysiert werden.

Metalldruck basierend auf Pulver ist dem Schweißen sehr ähnlich und damit ebenfalls mit Herausforderungen wie Poren und Rissen konfrontiert. Daher muss das Endprodukt auf seine strukturelle Integrität untersucht werden. Die CT-basierte Defektanalyse identifiziert Hohlräume und Einschlüsse und berechnet deren Größe und Form. Das Filtern der Defekte nach Sphärizität, Kompaktheit oder Abstand zur Außenfläche erlaubt eine Unterscheidung nach Defektart.

Die Schmelzbad-Analyse liefert Schicht-basierte Informationen über Temperatur, Geometrie und andere physikalische Parameter während des Herstellungsprozesses in der additiven Fertiung. Das Schmelzbad kann mit den zugehörigen CT-Daten verglichen werden. Auffällige Bereiche im Schmelzbad können als Regionen von besonderem Interesse extrahiert werden, um sie einer intensiveren Qualitätsanalyse mittels CT zu unterziehen. 

Dimensionelle Abweichungen entstehen auch im 3D-Druck und führen zu komplexen Verformungen. VGSTUDIO MAX bietet die komplette dimensionelle Messtechnik, angefangen bei komplexen Ausrichtungen bis zu flexiblem Reporting. Maße sowie Form- und Lagetoleranzen können automatisch auf CT- und Netzdaten angewendet werden. 

Damit und durch 3D-Vergleiche sowie Wandstärken- und Flächenprofilanalysen ermöglicht VGSTUDIOMAX eine vollständige Erstmusterprüfung und unterstützt Sie damit, Ihren additiven Herstellungsprozess zu zertifizieren. VGSTUDIO MAX kann auch Geometrien aus der 3D-Druck-Simulation vermessen und so dabei helfen, die richtigen Parameter für Ihren Prozess der additiven Fertigung zu finden.

VGSTUDIO MAX erlaubt die Strukturmechanik-Simulation (SMS) direkt auf CT-Scans. Last- und Randbedingungen werden auf das CT-gescannte Bauteil aufgebracht, nicht nur auf das CAD-Modell. Spannungsspitzen durch geometrische Abweichungen und Poren können simuliert und visualisiert werden, ohne Volumennetze erzeugen zu müssen.

Lesen Sie mehr über unsere Lösungen für die Mikromechanik-Simulation.

• VGSTUDIO MAX Dimensional Metrology Features
• VGSTUDIO MAX Porosity/Inclusion Analysis Features
• VGSTUDIO MAX Tool Correction Features
• VGSTUDIO MAX Fiber Composite Material Analysis Features
• VGSTUDIO MAX Structural Mechanics Simulation Features

• Vortrag "Mesh Compensation" (Aufzeichnung AM Forum Berlin 2021)
• Review: Volume Graphics VGStudio Max (DEVELOP3D)
• Sintavia uses QM Meltpool to Ensure Part Quality in Metal AM (Concept Laser / Sintavia)
• Assessing Additive Manufacturing Processes with X-ray CT Metrology (ResearchGate)
• Verifying Structural Integrity of Metal 3D-Printed Parts (Additive Manufacturing)
• Characterisation of powder-filled defects in additive manufactured surfaces using X-ray CT (Technical Paper, iCT 2018)
• X-ray CT Inspection for Medical Implants (Metrology.news)
• Analyzing Additive Manufacturing with CT (Video,  rapid + tct 2019)