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Projekt
Autonome und selbst-adaptierende, hochauflösende 3D additive Fertigung mittels hochenergetischer Partikelstöße
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504954383
Die Herausforderung bei kaltgasbasierten additiven Fertigungsprozessen, eine hohe Nutzbarkeit und Effizienz zu erreichen, liegt darin, dass Partikeleigenschaften, wie Größe, Form und chemische Zusammensetzung, einen starken Einfluss auf die Abscheidung haben. Besonders Partikelgeschwindigkeit und Temperatur sind hier die Hauptfaktoren. Da diese Eigenschaften variieren, muss sich das System an verschiedene Materialien anpassen, bei gleichzeitiger Minimierung von Ungenauigkeiten bei der Schichtabscheidung. Zu diesem Zweck wird ein hierarchisches Steuersystem entwickelt, welches auf einen autonomen Betrieb unabhängig von variierenden Partikelmaterialien ausgerichtet ist. Für hohe Genauigkeiten während der 3D-Fertigung wird ein Inline-3D-Profil-Lasersensor eingesetzt, um durch eine Regelung gleichmäßige Schichten zu erreichen und Unsicherheiten und begrenzte Adaptionsgeschwindigkeiten auszugleichen. Der Regler wird auf der Grundlage eines Diskreten- Elemente-Modells entwickelt, das einen plastischen Formänderungsansatz integriert. Zur weiteren Steigerung der Prozesseffizienz wird das Recycling von nicht abgeschiedenen Partikeln in Kombination mit einer zusätzlichen mechanischen Aktivierungsstufe als Erweiterung berücksichtigt. Das Gesamtautomatisierungssystem zielt darauf ab, selbst bei unvorhergesehenen Störungen oder Änderungen des Rohmaterials einen Betrieb ohne menschliches Eingreifen zu ermöglichen. Daher werden Regelkreise und Echtzeit-Optimierung mit einer zusätzlichen übergeordneten Steuerung kombiniert, die eine Fehlererkennung, z. B. zum Erkennen von Düsenverstopfungen, und eine automatische Fehlerbehebung ermöglicht.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
