Die additive Fertigung bietet Herstellern völlig neue Möglichkeiten. Aber sie hält für diese auch Stolperfallen bereit, wenn es um die Qualitätssicherung geht. Und das betrifft nicht nur die Technik.
So eröffnete Rechtsanwalt Andreas Leupold das Online-Forum mit einem Vortrag, bei dem die Qualitätssicherungsvereinbarungen zwischen einem Zulieferer oder Lohnfertiger und einem Auftraggeber im Mittelpunkt standen. In diesem Vertrag wird unter anderem geregelt, welche Anforderungen das herzustellende Produkt erfüllen muss.
Die wichtigste Botschaft: Herkömmliche Qualitätssicherungsvereinbarungen eignen sich nicht für die additive Fertigung. Denn in diesen werden die entsprechenden Besonderheiten nicht berücksichtigt. Leupold empfiehlt neue Vereinbarungen abzuschließen, die spezifische Anforderungen beispielsweise zu Materialauswahl und Nachbearbeitung des 3D-Druck-Erzeugnisses enthalten.
Dass die additive Fertigung besondere Anforderungen an die Qualitätssicherung stellt, bestätigen auch Anwender. So erklärte auf dem Online-Event Christian Seifarth vom 3D-Druck-Dienstleister Cirp, wie sich durch Prozessbeherrschung eine gleichbleibende Qualität in der additiven Fertigung erreichen lässt. Die gute Nachricht lautete dabei, dass dies durch genaues Überwachen der System gelingen kann. Er berichtete jedoch, dass damit für einen Dienstleister ein sehr großer Aufwand verbunden ist. Eines der Probleme: „Es fehlen herstellerübergreifende Lösungen, um die Prozesse zu kontrollieren“, so Seifarth.
Markus Schrittwieser, Leiter Additive Manufacturing bei 1zu1 Prototypen, kann dies bestätigen. Sein Unternehmen produziert Prototypen, Kleinserien- und Serienteile für seine Kunden und nutzt dabei 3D-Druck-Verfahren wie Lasersintern und Stereolithografie.
Da optische Verfahren an ihre Grenzen stoßen, weil die hergestellten Teile kleiner und komplexer werden, setzt 1zu1 bei der Qualitätssicherung verstärkt auf Computertomografie (CT). Diese ermöglicht auch für solche Objekte eine zerstörungsfreie Materialanalyse und Maßhaltigkeitsprüfung. Die CT sorgt laut Schrittwieser für schnellere Entwicklungszeiten und spart damit auch den Kunden Zeit und Kosten.
Die Vorteile der CT sieht auch Volker Junior. Er ist Geschäftsführer des Ingenieurdienstleisters Phoenix. Sein Unternehmen arbeitet unter anderem an Halterungen für 3D-Druckteile im CT, die er in seinem Vortrag vorstellte. Die Halterung werden ebenfalls additiv gefertigt. So können sie individuell so passend produziert werden, dass das jeweilige Bauteil die optimale Position im CT einnimmt. Denn diese hat laut Junior großen Einfluss darauf, aus dem CT-Scan das bestmögliche Ergebnis zu erhalten.
Schnelle Auswertung mit KI
Eine wichtige Rolle bei der Qualtitätssicherung in der additiven Fertigung kann auch Künstliche Intelligenz spielen. So bietet laut Ira Effenberger, Gruppenleiterin in der Abteilung Bild- und Signalverarbeitung am Fraunhofer IPA, gerade die Bildverarbeitung auf Basis von Machine Learning viele Chancen. Dazu zählt unter anderem, dass die Auswertung beschleunigt wird und Fehler auch bei wechselnden Einflussfaktoren detektiert werden.
Als Beispiel nannte sie die optische Inline-Qualitätskontrolle beim selektiven Lasersintern. Den Herausforderungen wie ein schwacher Bildkontrast und ein breites Fehlerspektrum könne man dort mit Hilfe von Machine Learning begegnen.
Ein Betriebssystem für den KI-Einsatz in der Fertigung möchte die Firma Symate entwickeln. „Wir bauen eine Infrastruktur auf, in der maschinelle und konventionelle statistische Verfahren automatisiert zum Einsatz kommen sollen“, erklärt Geschäftsführer Martin Juhrisch. Er sieht in die additiven Fertigung vor allem die Herausforderungen durch die großen Datenmengen und die hohe Zahl an Parametern. Durch eine umfassende Infrastruktur und eine Analyse der Prozessdaten auf Basis von KI ließe sich aber eine Qualitätssicherung nachhaltig optimieren.
Dass die großen Datenmengen eine Hürde für die Qualitätssicherung darstellen, bestätigt Martin Epperlein von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). Im Rahmen der Initiative QI-Digital baut die BAM ein Reallabor für den 3D-Druck auf, in dem alle Prozessschritte digital vernetzt sind und Daten automatisiert zentral abgelegt werden. Ziel ist die Entwicklung von konkreten Lösungen – mit der Möglichkeit einer durchgängigen Qualitätssicherung.
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