Defektfreie Fertigung beim pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen durch in-situ Prozessbeobachtung und Dunkelfeld-Bildgebung mit Röntgenlicht

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Julia Herzen; Professorin Dr.-Ing. Katrin Wudy
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531882042

Das pulverbettbasierte Schmelzen von Kunststoffen, auch bekannt unter der Bezeichnung Laser-Sintern, ist ein additives Fertigungsverfahren, das aufgrund des hohen Entwicklungsgrades im Produktionsumfeld etabliert ist. Der Nachteil dieses Fertigungsverfahren ist die fehlende Verknüpfung zwischen In-situ-Prozessinformationen und den resultierenden Bauteileigenschaften, was in erster Linie auf fehlende Systeme zur Prozessüberwachung zurückzuführen ist. Ein entscheidendes Merkmal, das die Bauteileigenschaften bestimmt, ist die Porosität im Bauteil, die wiederum von dessen Größe und Geometrie abhängt. Bei realen, komplexen Bauteilen weg von einfachen Prüfkörpergeometrien ist die Porositätsverteilung unbekannt. Diese definiert jedoch die Gebrauchseigenschaften der Bauteile. Daher werden im Rahmen dieses Projektes zwei technische Innovationen grundlagenwissenschaftliche erforscht: (i) ein In-situ-Messsystem für das pulverbettbasierte Schmelzen von Kunststoffen, das in der Lage ist, die Bauteileigenschaften während der Verarbeitung vorherzusagen, und (ii) eine Röntgeninspektionsmethode, die auf einer Kombination aus Spektraldetektion und Dunkelfeld-Bildgebung basiert und die Porosität in Materialien unterhalb der Auflösungsgrenze des Bildgebungssystems quantifizieren kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen