Technologievorhaben

FLOW 4.0

Grafik: FLOW 4.0

Gesamtziel:

Erhöhung der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit additiver Fertigungsprozesse
durch intelligente Absaugtechnik

Partner:

Laufzeit: 01.08.2019 - 31.07.2021

Erhöhung der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit additiver Fertigungsprozesse durch intelligente Absaugtechnik

 

Die Machbarkeitsstudie Flow 4.0 konzentriert sich auf die Filtertechnik und Analyse des Prozessgases beim Laserstrahlschmelzen. Der Einfluss auf die Prozessstabilität, die Bauteilqualität und die Luftqualität außerhalb der Anlage werden bewertet. Relevante Qualitätskriterien für das gefertigte Bauteil sowie die beeinflussenden Größen aus der Anlagentechnik, dem Prozess sowie der eingesetzten Absaug- und Filtertechnik werden evaluiert. Daraus werden Regelgrößen für die Produktqualität sowie Maßnahmen zur Prozess- bzw. Qualitätsstabilisierung abgeleitet. Dies erfolgt sowohl für die Qualifizierung datenbasierter Methoden zur Prozessentwicklung, die aufgrund der Verfahrenskomplexität und der aus Qualitätsmanagement-Sicht erforderlichen Prozessdokumentation unerlässlich sind, als auch für eine wirtschaftliche und qualitätsgerechte Serienfertigung.

Arbeitsplan des Vorhabens sowie die Aufgaben der Projektbeteiligten

Arbeitsplan Flow 4.0

 

 

Prozess Arbeitspakete

 

Ziele

 

Das geplante Technologievorhaben Flow 4.0 adressiert einen grundlegenden Schlüsselfaktor für die erfolgreiche industrielle Anwendung additiver Fertigungsverfahren, in dem die durch das Filtergerät und den Absaugprozess beeinflusste Prozessstabilität maßgeblich verbessert wird. Der Einfluss der eingesetzten Absaug- und Filtertechnik auf die Bauteilqualität wird systematisch bewertet. Die Wirtschaftlichkeit wird mit der Produktqualität korreliert.
Die wesentlichen Ziele des AGENT-3D-Gesamtkonsortiums, die in der Erreichung der industriellen Anwendungsreife additiver Fertigungsverfahren und in deren nachhaltig erfolgreicher Marktimplementierung bestehen, werden im Rahmen von Flow 4.0 mit der Adressierung der Handlungsfelder „Umwelt“, „Simulation“, „Automatisierung“ und „Wirtschaftlichkeit“ unmittelbar unterstützt.

Einfluss von Absaug- und Filtertechnik auf den Prozess

 

Die bedarfsgerechte Anpassung der Absaugleistung der installierten Filtertechnologie, je nach eingesetzten Prozessgas, trägt zur Verringerung des Energie- und Spülgasbedarfs sowie zur Verlängerung der Wartungsintervalle durch eine längeren Lebensdauer der Filter bei. Beide Merkmale werden von den Anlagenherstellern nicht umfänglich optimiert.

Ziel der geplanten Entwicklung ist die gegenüber dem Stand der Technik prozessintegrierte Filterüberwachung, vorrausschauende Wartung, automatisierte, reproduzierbare Einstellung der Strömungsverhältnisse mit integriertem Mess- und Regelungssystem. Dazu zählt auch die vollständige Integration der Abscheideeinheit in das Gesamtanlagenkonzept.

Ganzheitliche, datengetriebene Prozessoptimierung

 

Im Rahmen des Flow 4.0 werden Methoden des Technologiedatenmanagements (TDM) angewendet, um die Modellparameter für die Materialbeschreibung, die Lastfälle/ Prozessverläufe sowie für die Kalibrierung zu ermitteln. Dazu werden die technologischen Daten auf operativer Ebene aus dem Laserstrahlschmelzprozess und der Abscheidereinheit sowie Daten aus der Material- und Bauteilprüfung integriert. Der dadurch gewonnene Datenbestand ermöglicht die Prozessoptimierung mit neuartigen Verfahren der Datenanalyse, wie maschinelles Lernen.