Qualitätssicherung im
Laser Powder bed Fusion
Präzision im Detail. Qualität im Ergebnis
LPBF ist ein hochkomplexer, schichtweiser Prozess, bei dem zahlreiche Faktoren – Pulverqualität, Prozessparameter, Maschinenzustand und Bauteilgeometrie – das Ergebnis beeinflussen. Gleichbleibende Qualität entsteht deshalb nicht durch eine einzelne Prüfung, sondern durch eine Kette von Kontrollen, die bereits vor dem ersten Schichtauftrag beginnt und bis zum fertigen Bauteil reicht.
1. Kontrolle vor dem Bauprozess
Bevor der Druck startet, sichern grundlegende Prüfungen ab, dass Pulver, Anlagen und Prozessparameter den Anforderungen entsprechen.
Pulvercharakterisierung
Prüfung von Partikelgrößenverteilung, Fließfähigkeit, Morpholohie sowie chemischer Zusammensetzung, Sauerstoff und Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangspulvers.
Rezyklat-Kontrolle
Bewertung von wiederverwendetem Pulver hinsichtlich Alterung, Sauerstoffaufnahme und Vermischungsgrad mit Neupulver.
Anlagen- und Prozess- qualifizierung
Kalibrierung von Laser, Überlappbereich, Planfeld, Beschichtersystem und Sensorik sowie Überprüfung von Bauplattform und Prozesskammer.
Bau- und Parametervalidierung
Simulation von Bauteilorientierung, Stützstrukturen und Eigenspannungen; Validierung und Absicherung des Parametersatzes anhand von Referenzproben.
Rückverfolgbarkeit
Dokumentation von Pulvercharge, Maschinenstatus und Baujob als Grlundlage für spätere Nachweise.
2. Kontrolle während des Bauprozesses
Während des Druck überwachen Sensoren den Prozess in Echtzeit und ermöglichen ein frühzeitiges Eingreifen, bevor Fehler das fertige Bauteil beeinträchtigen.
Schmelzbadüberwachung (Melt Pool Monitoring)
Kameras und Photodioden erfassen Größe, Form und Intensität des Schmelzbads und melden Abweichungen von der Sollenergie.
Schichtweise Bildüberwachung
Optische Aufnahme jeder Pulver- und Schmelzschicht zur Erkennung von Spritzern, fehlerhaftem Pulverauftrag oder Ungleichmäßigkeiten.
Thermografie / Pyrometrie
Infrarotbasierte Temperaturmessung zur Erkennung von Wärmeauslasten oder ungleicher Abkühlung.
Beschichterüberwachung
Kontrolle des Pulverauftrags auf Streifenbildung oder Kollisionen mit dem bereits gedruckten Bauteil.
Sauerstoffüberwachung
Kontinuierliche Messung des Sauerstoffgehalts in der Prozesskammer zum Schutz vor Oxidation
3. Nach dem Bauprozess entscheidet die Anwendung
Wie umfangreich ein Bauteil nach dem Druck geprüft wird, hängt von Werkstoff, Geometrie und Einsatzgebiet ab – von der Stichprobenprüfung bis zur löckenlosen 100% Kontrolle
Maßhaltigkeit & Geometrie
- Koordinatenmessmaschine (KMG)
- 3D-Scanning
- CAD-Vergleich / Soll-ist-Abgleich
- Form- und Lagetoleranzen
Abgleich der gefertigten Geometrie mit den vorgegebenen Toleranzen zur Sicherstellung maßlicher Genauigkeit
Innere Fehlerfreiheit (Zerstörungsfreie Prüfung)
- Computertomographie (CT)
- Ultraschallprüfung (UT)
- Röntgenprüfung (RT)
Erkennung innerer Poren, Bindefehler und Einschlüsse ohne Beschädigung des Bauteils
Werkstoff- & mechanische Prüfgung (Referenzproben)
- Metallografischer Schliff
- Härteprüfung
- Dichtemessung
- Zugversuch
- Ermüdungsprüfung
Beurteilung von Mikrostruktur, Porosität, Festigkeit und Duktilität gemäß Werkstoffdatenblatt.
Oberflächenprüfung
- Sichtprüfung
- Farbeindringprüfung
- Rauheitsmessung (optisch / taktil)
Nachweis oberflächennaher Risse und Einhaltung der geforderten Oberflächengüte.
Dokumentation und Zertifizierung
- Prüfprotokolle
- Materialzeugnisse
- Konformitätserklärungen
- Rückverfolgbarkeit
Möglicher Lückenloser Qualitätsnachweis nach Normen wie ISO/ASTM 52901, ISO/ASTM 52908, AS9100 oder ISO 13485.
Der Prüfumfang wird individuell auf Bauteil, Werkstoff und Anwendung abgestimmt.
Nicht jede Prüfmethode ist für jedes Bauteil erforderlich – wir beraten Sie, welche Kombination für Ihr Projekt sinnvoll ist.