Forscher revolutionieren Metallfertigung mit Laser- und Kameratechnik

Forscher revolutionieren Metallfertigung mit Laser- und Kameratechnik

Forscher des LaserAnwendungsZentrums (LAZ) der Hochschule Aalen verbessern die Herstellung von Metallbauteilen mithilfe von Lasertechnologie. Im Mittelpunkt ihrer Arbeit steht das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (PBF-LB/M), ein zentrales Verfahren der additiven Fertigung. Mit Hochgeschwindigkeitskameras und fortschrittlicher Überwachungstechnik machen sie den Prozess stabiler und effizienter.

Für das Projekt kommen zwei leistungsstarke USB3-Kameras des Herstellers IDS Imaging Development Systems zum Einsatz. Eine uEye CP-Kamera zeichnet dynamische Aspekte des Prozesses auf – etwa Spritzer und Rauchentwicklung – mit über 100 Bildern pro Sekunde und einer Auflösung von mehr als 1000 x 1000 Pixeln. Parallel dazu erfasst eine uEye SE-Kamera statische, hochauflösende Bilder der Pulverschichten und umgeschmolzenen Geometrien. Sie liefert 20,36 Megapixel im Seitenverhältnis 1:1.

Ziel ist es, die Wechselwirkung zwischen Laser und Metallpulver während des schichtweisen Schmelzprozesses besser zu verstehen. Durch die Analyse dieser Vorgänge lassen sich die Fertigungseinstellungen je nach Material oder Bauteilform anpassen. Diese präzise Steuerung soll die Qualität, Gleichmäßigkeit und Produktionsgeschwindigkeit der Komponenten erhöhen.

In weiteren Schritten soll künstliche Intelligenz eingesetzt werden, um die dynamischen und statischen Beobachtungen automatisch auszuwerten. Die Technologie birgt Potenzial für die Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik sowie die Automobilindustrie – Branchen, in denen Präzision und Zuverlässigkeit entscheidend sind.

Langfristig soll das PBF-LB/M-Verfahren für den breiten industriellen Einsatz optimiert werden. Stabilere und effizientere Prozesse könnten zu hochwertigeren Metallbauteilen in Schlüsselsektoren führen. Zudem könnten die Erkenntnisse des Teams helfen, Laserparameter für spezielle Werkstoffe wie Eisen-Silizium-Legierungen anzupassen.