Der 3D-Druck bietet im Bereich der neuen Technologien ein großes Wachstumspotenzial ausgehend von den technologischen Kompetenzen deutscher Unternehmen. Die vorhandenen Kompetenzen müssen laufend weiterentwickelt werden, um sich auf dem Markt zu halten.
Um das zu erreichen, fördert und realisiert die Forschungsgemeinschaft Qualität e.V. (FQS), gegründet vor dreißig Jahren von DGQ, Projekte mit mehr als 20 Forschungseinrichtungen im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung. Die thematischen Schwerpunkte liegen im Moment laut einem Artikel des Magazins QZ-online in den Bereichen Digitalisierung und Qualitätsmanagement.
Überprüfung der Bauteilqualität während des Drucks in Echtzeit
Firmen nennen noch immer als Barriere zur Einführung von 3D-Druck in ihrem Unternehmen, die Qualität der Bauteile mit den unterschiedlichen 3D-Druckverfahren nur schwer prüfen zu können. Das im September 2021 abgeschlossene FQS-Forschungsprojekt Quali3D hat dazu ein in einen Extrusions-3D-Drucker integriertes optisches Messsystem entwickelt, das die Bauteilqualität während des Drucks überprüft. Nach jeder gedruckten Schicht fährt der Druckkopf zur Seite und lässt das optische Messsystem Bilder aufnehmen und wertet diese über einen Bildverarbeitungsalgorithmus aus. Ein ähnliches Ziel hat das Projekt SAViour, über das wir im März 2021 berichtet haben.
Forscher des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) sind sich sicher, dass die Akzeptanz des 3D-Drucks steigt. Kann die Bauteilqualität während des 3D-Drucks überprüft werden, kann der Druckprozess bei Problemen nachgeregelt oder abgebrochen werden. So vermeiden Unternehmen Ausschuss und senken Fertigungskosten. Kunden erhalten zudem geprüfte Qualität, auch bei Unikaten.
Projekt QualLa
Ein Anfang Januar 2021 mit dem Laser Zentrum Hannover (LZH) gestartetes Forschungsprojekt prüft, wie 3D-gedruckte Bauteile optimal für das Laserstrahlschweißen angepasst werden. Forscher entwickelten dazu ein selbst lernendes Expertensystem, das KMU dabei unterstützt, additive Fertigungsprozesse zu optimieren.
Das Projekt „Qualitätssicherung beim Laserstrahlschweißen additiv gefertigter thermoplastischer Bauteile (QualLa)“ untersucht das Fused Deposition Modeling und sucht einen Weg, Empfehlungen zu erhalten, welches Material, welche Schichtdicke und welche Schichtausrichtung am besten geeignet sind, um eine möglichst hohe Durchlässigkeit für den Laserstrahl zu erreichen. Dadurch können 3D-gedruckte Bauteile anschließend optimal geschweißt werden. Fügeverfahren gelingen so mit dem Laser auch für 3D-gedruckte Bauteile.
Die systematische Flexibilisierung und Weiterentwicklung von Mitarbeiterkompetenzen ist ebenfalls für den Einsatz von 3D-Druck von Bedeutung. Das laufende FQS-Projekt reQenrol am Fraunhofer IPT und dem Institut für Fabrikanlagen und Logistik der Leibniz Universität Hannover entwickeln dazu ein Konzept zur kompetenz- sowie qualitätsbasierten Personaleinsatzplanung und Schulung in der Produktion mithilfe von Smart Devices.
