Bei additiv hergestellten Bauteilen mit komplexen Geometrien stossen herkömmliche Prüfmethoden an ihre Grenzen. Wir zeigen Ihnen, am Beispiel eines Gehörschutz-Gehäuses und eines Verbindungswinkels, wie Ihnen trotz Komplexität und Struktur eine zuverlässige Qualitätssicherung gelingt.
Bauteile werden additiv oft aus einem Stück und montagefrei hergestellt. Das hat klare Vorteile: die Kosten sinken, die Durchlaufzeiten verkürzen sich und das Material wird effizienter verwendet. Ausserdem ermöglicht die additive Fertigung die Umsetzung von komplexen Geometrien wie z.B. Kanäle und Kammern. Dies stellt dann wiederum die Qualitätssicherung vor Herausforderungen, da solche Bauteile kaum mehr mit Hilfe konventioneller Messtechnik (z.B. Handmessmittel, 3D-Koordinatenmessgeräte) auf ihre Spezifikationen geprüft werden können.
Additiv gefertigte Bauteile zerstörungsfrei prüfen
Hier kommen die Vorteile des CT-Verfahrens perfekt zum Tragen: Es gibt keine Zugänglichkeitsprobleme, so dass auch innenliegende, komplexe Geometrien völlig zerstörungsfrei auf ihre Spezifikationen prüfbar sind. Mittels Soll-Ist Vergleich ist das Bauteil in kürzester Zeit auf seine Nenngeometrie untersucht. Eine visuelle Auswertung mittels Falschfarbendarstellung vereinfacht die Bewertung, ob die Spezifikationen des geprüften Bauteils eingehalten wurden. Reichen die Wandstärken aus? Auch diese Frage beantwortet eine Analyse der CT-Daten. Die erstellten Auswertungen und Analysen lassen sich dann mittels «Viewer Projekt» interaktiv in 3D, auf dem eigenen Rechner, ganz einfach betrachten und weiter analysieren.
Bauteile per CT digitalisieren für additive Herstellung
Was tun, wenn eine Bauteilserie additiv hergestellt werden soll, es davon weder eine Zeichnung noch 3D-Daten der Nenngeometrie gibt? Auch hier ergänzt das CT-Verfahren die additive Fertigung perfekt: Das reale Bauteil wird im CT vollständig digitalisiert. Danach wird eine STL-Datei mit den vollständigen Daten der aussen- und innenliegenden Oberflächen des Bauteils extrahiert, welche direkt für die additive Herstellung verwendet werden kann.
Gewünschte Anpassungen können selbstverständlich in die STL-Datei einfliessen. Fehlstellen oder sonstige Defekte am bestehenden Bauteil können problemlos – quasi virtuell – korrigiert werden.
Beispiel 1: T-Stück-Verbindungswinkel optimieren
MessX hat ein spritzgegossenes T-Stück (Verbindungswinkel), das unter der vorgesehenen Belastung gebrochen ist, im CT-Verfahren untersucht. Das Problem wurde sofort sichtbar: Vakuolen im kritischen Bereich schwächten das Material und führten unter Belastung zum Bruch. Aus den erstellten CT-Daten wurde eine STL-Datei mit Informationen zur äusseren und inneren Oberfläche des Bauteils extrahiert. Die Geometrie wurde an den kritischen Stellen mit einer Wabenstruktur verstärkt. Unser Kunde, die prodartis AG, fertigte das neue Bauteil additiv. Im Praxistest hielten die optimierten Teile weit über der geforderten Belastung stand.
Beispiel 2: Gehörschutz-Gehäuse im Test
prodartis produzierte für Phonak Communications AG 35'000 Gehörschutz-Gehäuse. Das Besondere an diesem Gehörschutz: jedes Gehäuse ist ein Unikat. Die Geometrie ist an die Gehörgangsform des Kunden individuell angepasst. Was mit herkömmlichen Testmethoden nicht zu bewältigen wäre, konnte dank CT-Verfahren zielorientiert und effizient realisiert werden.
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