Analysen und Qualitätssicherung 3D-gedruckter Bauteile
Angewandte Analysen:
- Fourier-Transformations-Infrarot Spektroskopie (FTIR)
- Lichtmikroskopie
- Nanoindentation
- REM/EDX-Analyse
- Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA)
- Röntgeninspektion
- Schliffbilderstellung und Ionenstrahl-Ätzen
Die Möglichkeiten der Additiven Fertigung (AM: Additive Manufacturing, auch bekannt als 3D-Druck) sind in den letzten Jahren mehr und mehr gewachsen und decken heute von organischen über keramische Materialien bis hin zu metallischen Werkstoffen nahezu das gesamte Spektrum der Serienproduktion ab. In einem stetig wachsenden Markt, der auch zunehmend in die Serienfertigung strebt, erreichen moderne Systeme dieser Tage Stückzahlen, welche problemlos an industrielle Serienfertigung heranreichen. Dabei liegen die Vorteile der additiven Fertigung in den Freiheitsgraden bezüglich Geometrie und Komplexität der Bauteile. Es lassen sich nahezu alle Formen herstellen, die mit modernsten abtragenden (subtraktiven) Methoden entweder gar nicht, oder nur unter enormen Kostenaufwand realisierbar wären.
Während die AM-Prozesse auch in sensible und sicherheitskritische Bereiche, wie z.B. Medizintechnik und Luft- & Raumfahrt vorstoßen, werden gleichermaßen qualitätssichernde Maßnahmen von immer größerer Bedeutung. Im Schadensfall ist eine genaue Analyse oft der richtige Weg zu einer verbesserten Produktzuverlässigkeit oder zu einem besserem Prozessverständnis.
Umso wichtiger ist hier ein starker Partner, der Hersteller von 3D-gedruckten Teilen mit seinen analytischen Fachkenntnissen bestmöglich unterstützt. Die HTV Conservation GmbH bietet in ihrem Institut für Materialanalyse allen Herstellern von additiv gefertigten Teilen das volle Spektrum analytischer Methoden zur Qualitätssicherung. Auch unterstützen wir Sie mit unserer Analytik bei der Optimierung Ihres Fertigungsprozesses.
Mit Röntgen auf der Spur des Defekts
Unsere modernen µCT-Röntgengeräte ermöglichen einen zerstörungsfreien Einblick in die Mikrostruktur Ihrer Bauteile, was das Aufspüren von selbst kleinsten Fehlstellen ermöglicht. Etwaige Schwachstellen lassen sich schneller identifizieren und die Prozessparameter noch vor der Reklamation seitens des Kunden anpassen.
So können Strukturen vermessen und deren Lage im Bauteil bestimmt werden, was eine genauerer Rückverfolgung der Ursachen für Fehlstellen erlaubt, welche im Rahmen der Prozessoptimierung eliminiert werden können. Je nach Auffälligkeit lässt sich unter anderem auch feststellen, ob es sich um einen Einschluss handelt oder ob eine Pore bzw. ein Lunker vorliegt, was wiederum bei der Fehlersuche sehr hilfreich ist.
Mit Spektroskopie, Metallographie und Mikroskopie zu mehr Qualität
Die Qualität des Basismaterials ist maßgeblich für die Qualität des Endproduktes. Bei Kunststoffen können unerwünschte Zusätze das mechanische Verhalten des additiv gefertigten Werkstücks beeinflussen. Auch ist die Wahl des Kunststoffes entscheidend für die späteren Eigenschaften des Bauteils. Mit ihrer Fourier-Transformations-Infrarot Spektroskopie (FTIR) kann die HTV Conservation GmbH Kunststoffe identifizieren und etwaige, unerwünschte Additive aufspüren. So wird sichergestellt, dass die Qualität des Basismaterials den Qualitätsanforderungen des Kunden gerecht wird. Auch Alterungsvorgänge lassen sich durch die FTIR-Spektroskopie erfassen, was im Falle einer Fehleranalyse sehr wichtig sein kann.
Im Bereich der metallbasierten additiven Fertigung kann die Qualität des Ausgangspulvers mit Methoden der Metallographie geprüft werden, um z.B. Poren in den Metallpartikeln aufzudecken. Diese könnten bei sich später im Prozess schlecht auf die Bauteilqualität auswirken.
Mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) kann die Zusammensetzung der Pulverpartikel analysiert werden. Moderne lichtmikroskopische und rasterelektronenmikroskopische Analysen ermöglichen die Messung der Partikelgrößenverteilungen, welche ebenfalls einen signifikanten Einfluss auf die Qualität des Druckproduktes haben.
Um den Vorteil der additiven Fertigung vollständig auszuschöpfen, z.B. die Herstellung komplexer, auf einen Spezialfall zugeschnittener Bauteile, oder der Nachbau eines abgekündigten und nicht mehr im Handel erhältlichen Ersatzteils, muss sichergestellt werden, dass die aufwendig produzierten Produkte auch die notwendigen Qualitäts- und Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllen. Dies geschieht durch die Werkstoffprüfung der HTV Conservation GmbH. Wir unterstützen Sie dabei, die Qualität ihrer Bauteile zu prüfen und zu dokumentieren. So können Sie für Ihren Kunden die Qualität sicherstellen, die dieser verlangt.
