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Wartung im 3D-Druck: Wissen, wann es nötig ist

3D-Druck
Standards für Wartung an 3D-Druck-Anlagen

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Optische Systeme wie dieses in einer Multi-Scanner-LPBF-Anlage sollen im Rahmen des Projekts sensorbasiert überwacht werden (Bild: Fraunhofer ILT, Aachen)
Standards sollen Vertrauen in neue Technologien schaffen – und die Kosten senken. Für den 3D-Druck arbeiten Aachener Forscher nun an einer standardisierten Überwachung der optischen Systeme einer Anlage, die hilft, Wartungsintervalle besser zu definieren.

Lässt sich die Maschinenzustandsüberwachung für das pulverbett-basierte Laserstrahlschmelzverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF) standardisieren? Mit dieser Frage beschäftigen sich künftig Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen im Rahmen eines neuen Projektes. Dieses basiert auf einer Ausschreibung der ASTM International (ursprünglich American Society for Testing and Materials). Die ASTM ist eine international führende, nicht staatliche Standardisierungsorganisation mit Sitz in West Conshohocken, Pennsylvania (USA). Sie hat maßgeblich zur weltweiten Standardisierung beigetragen.

Oft gelingt erst mit der Standardisierung einer neuen Technologie der Durchbruch, denn die Einhaltung der Standards sorgt bei den Anwendern für Vertrauen. Durch die Entwicklung eines neuen Finanzierungskonzeptes, des so genannten Call for Projects (CFP), ermöglicht es die ASTM Organisationen weltweit, Projektvorschläge zu Standardisierungslücken in der Additiven Fertigung einzureichen. Das Fraunhofer ILT wurde nun als neuer Projektpartner ausgewählt.

Standardisierung bei Wartung und Instandhaltung

Im Mittelpunkt des aktuellen Projektes zum 3D-Druck stehen die Auswahl und Qualifizierung bildgebender Sensorik, mit der sich der Zustand von LPBF-Anlagen gezielt überwachen lässt. Die hochpräzisen, verschleißanfälligen und teuren, optischen Systeme in LBPF-Anlagen stellen hohe Anforderungen an die Reinheit. Feines Metallpulver kann zu Verschmutzungen führen. Das versucht man, durch vorsorgliches häufiges Reinigen zu verhindern. Aus den Überwachungsdaten sollen sich schließlich kostensenkende Handlungsempfehlungen für den Endanwender ableiten lassen, der dann nur aktiv wird, wenn das erforderlich ist.

Die Aachener arbeiten bis Ende 2021 an der Entwicklung einer Richtlinie mit, um die Wartung und Instandhaltung von LPBF-Anlagen zu vereinheitlichen und zu vereinfachen. Die bisherigen Wartungsrichtlinien der Hersteller seien oft noch zu konservativ – es gebe aber auch nur eine vergleichsweise kleine Datenbasis, anhand derer man Wartungszyklen festlegen könne. Komponenten zu früh auszutauschen, steigere die Betriebskosten.

Am Fraunhofer ILT soll sich nun zeigen, wie bildgebende Sensorik die optischen Systeme überwachen kann. Ein Standard zu Handlungsempfehlungen für Endanwender soll diese befähigen, selbstständig über Wartungszyklen zu entscheiden. Das Ziel ist also ein standardisiertes Condition Monitoring, das den bisher zu hohen Zeitaufwand für Wartung und Instandhaltung optischer Systeme reduziert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Niklas Prätzsch M.Sc.
Gruppe Prozess- und Systemtechnik
Kompetenzfeld Laser Powder Bed Fusion
Tel.: +49 (0)241 8906–8174
E-Mail niklas.praetzsch@ilt.fraunhofer.de

Jasmin Saewe M.Sc.
Leitung des Kompetenzfeldes Laser Powder Bed Fusion
Tel.: +49 (0)241 8906–135
E-Mail: jasmin.saewe@ilt.fraunhofer.de

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