LuFo VI-1: IFUNK - In-situ-Funktionalisierung von additiv gefertigten Bauteilen; Teilvorhaben: Kamerasystem zur Geometrieerfassung im Pulverbett generativer Strahlschmelzanlagen

Abstract

Das Teilprojekt der 3DInsight GmbH hatte das Ziel, die Effizienz additiver Fertigungsverfahren in der Luftfahrt durch die präzise Erfassung und Validierung von Bauteilen im Bauprozess zu steigern. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung eines Kamerasystems, das unter den besonderen Bedingungen des SLM-Verfahrens – wie Schutzatmosphäre, Staubbelastung und hohen Temperaturen – zuverlässig arbeitet und dabei Genauigkeiten im Submillimeterbereich erreicht. Wissenschaftlich wurde ein neuartiger Ansatz zur Bild-basierten Prozessüberwachung entwickelt, bei dem Kameradaten mit den vorhandenen 3D- und Schichtdaten abgeglichen werden. So konnte die Lage von Bauteilen und Kavitäten automatisch bestimmt und die Ablage von Sensoren überprüft werden. Hierfür wurden Methoden wie die Analyse von Polygonhierarchien, aktive Konturen zur präzisen Randbestimmung sowie Algorithmen zur robusten Positions- und Orientierungserkennung eingesetzt. Ergänzt wurde dies durch den Einsatz von Lasermodulen, die sowohl die Bewegung der SCARA-Kinematik überwachen als auch die korrekte Ablage von Sensoren im Druckbett validieren.